3000TA微量氧分析儀操作手冊

OPERATINGINSTRUCTIONSFOR

Model3000TA

TraceOxygenAnalyzer

3000TA微量氧分析儀操作手冊

目錄

1介紹

1.1綜述4

1.2典型應(yīng)用4

1.3分析儀的主要特性4

1.4型號說明4

L5前面板（操作者界面）5

1.6LCD&VFD之間的差異識別5

1.7后面板（設(shè)備界面）5

2操作原理

2.1介紹7

2.2微燃料電池傳感器7

2.2.1操作原理7

2.2.2微燃料電池的結(jié)構(gòu)7

2.2.3電化學(xué)反應(yīng)8

2.2.4壓力的影響8

2.2.5標(biāo)定特性8

2.3樣氣系統(tǒng)8

2.4電子和信號處理9

3安裝10

3.1開箱10

3.2安裝10

3.3后面板連接10

3.3.1氣路連接10

3.3.2電路連接11

3.3.2.1主輸入電源

33.2.250觸點設(shè)備接口

3.3.23RS232口14

3.4安裝微燃料電池14

3.5測試系統(tǒng)14

4操作

4.1介紹

4.2使用數(shù)據(jù)入口和功能按扭15

4.3系統(tǒng)功能16

4.3.1標(biāo)定過程中跟蹤02讀數(shù)16

4.3.2設(shè)置自動標(biāo)定17

4.3.3密碼保護17

4.3.3.1輸入密碼

4.3.3.2安裝或修改密碼

4.3.4系統(tǒng)退出19

435系統(tǒng)自檢測試19

4.3.6版本顯示20

437顯示負的氧濃度讀數(shù)20

4.4零點和量程標(biāo)定功能20

4.4.1零點標(biāo)定20

4.4.1.1自動模式零點標(biāo)定

4.4.1.2手動模式零點標(biāo)定

4.4.1.3電池故障

4.4.2量程標(biāo)定22

4.4.2.1自動模式零點標(biāo)定

4.4.2.2手動模式零點標(biāo)定

4.4.3量程故障23

4.5報警功能23

4.6設(shè)置量程功能24

4.6.1設(shè)置模擬輸出量程24

4.6.2固定量程分析25

4.7分析功能25

4.8信號輸出25

5維護

5.1日常維護27

5.2電池更換27

5.2.1儲藏和處理更換電池

5.2.2何時更換電池

5.2.3取掉微燃料電池

5.2.4安裝新的微燃料電池28

5.2.5電池質(zhì)保

5.3保險更換

5.4系統(tǒng)自檢測試29

5.5主要的內(nèi)部組件29

5.6清掃30

5.7故障診斷30

6附錄

A-lModel3000TA的性能31

介紹

1.1綜述

Teledyne公司的Model3000TA微量氧分析儀是一種基于微

處理器的多功能儀器,用于檢測各種氣體中的ppm級的的氧.本手冊

介紹了Model3000TA安全區(qū)使用、平面盤裝和/或軌道安裝的單

元。這些單元適合非危險室內(nèi)環(huán)境使用。

L2典型應(yīng)用

Model3000TA的部分典型應(yīng)用如下：

?監(jiān)測惰性氣體保護

?空氣分離和液化

?化學(xué)反應(yīng)監(jiān)測

?半導(dǎo)體制造

?石化過程控制

?質(zhì)量保證

?氣體分析鑒定

1.3分析儀的主要特性

Model3000TA分析儀使用簡單，其主要特性如下：

?2行阿拉伯?dāng)?shù)字顯示屏，由微處理器控制，連續(xù)提醒或通知操

作者；

?能精確地測量從低ppm到25%的氧含量。大而亮的儀表讀數(shù)；

?不銹鋼電池塊；

?專為微量測量設(shè)計的先進的微燃料電池，保質(zhì)期1年，期望使

用壽命2年；

?適用范圍廣；

?微處理器控制：8位CMOS微處理器，32kBRAM和128kB

ROM；

?用戶可定義的3個輸出量程（從OTOppm到0-50000ppni）,

可以滿足用戶需要；

?空氣可作為氧濃度為20.9%的量程氣；

?量程自動切換功能可以根據(jù)特定測量要求自動選擇合適的量

程，手動模式可以使量程固定在用戶需要的特定量程上；

?有2個可調(diào)的濃度報警和1個系統(tǒng)故障報警；

?開機或需要時可進行自檢，可連續(xù)監(jiān)測電源；

?有RS232串行接口，可用于連接計算機或其他數(shù)字通訊設(shè)備;

■4個模擬信號輸出:2個用于測量（OTVdc和隔離4-20mA）,

2個用于量程識別；

1.4型號說明

3000TA:標(biāo)準(zhǔn)型號

3000TA-C：除標(biāo)準(zhǔn)功能外，該型號配有專用于零點和量程氣的入

匚和一內(nèi)置的控制閥，該閥由3000TA電子系統(tǒng)控

制，隨著分析儀的操作自動在氣路間切換。

1.5前面板（操作者界面）

標(biāo)準(zhǔn)型的3000TA裝于一個堅固的金屬殼內(nèi)，所有的控制和顯示

都在前面板上。見圖前面板上有3個儀器操作按鈕，1個數(shù)字

表，1個阿拉伯?dāng)?shù)字顯示和1個可以觀察流量計的窗口。

功能鍵：6個觸摸式薄膜開關(guān)用于變化執(zhí)行分析儀的特定功能

Figure1-1:Model30OOTAFrontPanel

部分析（Analyze）執(zhí)行樣氣氧含量分析；

*系統(tǒng)（System）執(zhí)行與系統(tǒng)相關(guān)的任務(wù);

*量程標(biāo)定（Span）標(biāo)定分析儀的量程；

*零點標(biāo)定（Zero）標(biāo)定分析儀的零點；

*報警（Alarm）設(shè)置報警點和方式；

*量程（Range）設(shè)置分析儀的3個用戶定義量程；

數(shù)據(jù)輸出鍵：6個觸摸式薄膜開關(guān)用于通過VFD屏幕將數(shù)據(jù)輸入

到分析儀；

*左右箭頭在當(dāng)前VFD屏幕顯示的功能間選擇；

*上下箭頭增加或減少當(dāng)前顯示功能的值；

*輸入（Enter）移動VFD屏幕進入下級顯示，如果沒有

下級顯示，則返回到分析模式；

*退出（Escape）移動VFD屏幕退出到上級顯示，如果沒

有上級顯示，則返回到分析模式。

數(shù)字表頭顯示：表頭顯示設(shè)備是一個LED設(shè)備，生成大而亮的7

節(jié)數(shù)字，在任何光下都可見。它產(chǎn)生0-l0000ppm和1-25%的讀數(shù)顯

示。在全部分析量程內(nèi)保持固定的精度，不受量程切換的影響。

字母數(shù)字界面屏幕：VFD屏幕是一個方便操作者使用分析儀的界

面。它顯示數(shù)值、選項、和給操作者即時反饋的信息。

流量計：監(jiān)測流過傳感器的氣體流量。讀數(shù)是0.2-2.4標(biāo)升/分鐘

（SLPM）o

Standby鍵：Standby鍵關(guān)掉顯示和輸出，但電路仍在工作。

注意：如果羹儀器完全斷電，必須將電源插頭拔下。如果底座暴露或

門開著，而電源線連接著，務(wù)必高度小心避免接觸電子電路。

門；位于前面板，可以用工具開鎖、打開前面板進入微燃料電

池。進入主電路板需要松開后面板螺絲，將單元拿出殼外。

1.6LCD與VFD的識別差異

LCD有綠色的背景和黑色的文字。VFD有暗的背景和綠色的文

字。VFD需要進行無差別調(diào)整。

L7后面板（設(shè)備界面）

后面板如圖1-2所示，包括氣體和電子連接件，用做外部的法口

和出口。選項在圖中顯示為虛的。連接件概括描述如下，在本手冊的

安裝一章中有詳細的描述。

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Figure1-2:Model3000TARearPanel

*電源連接寬帶的交流電源。

*氣體進口和出口一個進口（一定由外部筏控制）和一個廢

氣出口。當(dāng)選擇“C”選項后有3個進口。

*RS232接口串行數(shù)字濃度信號輸出和控制輸入。

*遠程閥3000TA中僅用來控制外部電磁閥。

*50觸點設(shè)備界面接口：

*模擬輸出0-lVdc濃度加0-lVdc量程識別，和隔離

4-20mAde力口4-20mAdc量程識別。

*報警連接2個濃度報警和1個系統(tǒng)報警。

*遠程量程/零點標(biāo)定數(shù)字輸入允許外部控制分析儀標(biāo)定

*標(biāo)定觸點通知外部設(shè)備，儀器正在被標(biāo)定，讀數(shù)不

是監(jiān)測樣氣。

*量程識別觸點4個獨立、專用的量程繼電器觸

點。低、中、高、標(biāo)定。

*1/0網(wǎng)絡(luò)用于局域網(wǎng)的串行數(shù)字通訊。用于以后的

擴展應(yīng)用，目前無協(xié)議。

選項：

*標(biāo)定氣體接口用于量程氣、零點氣和樣氣輸入的獨立的

卡套和內(nèi)部自動切換氣體閥。

注意：如果要求高精度的自動標(biāo)定計時，建議使用外部控制。因為儀

器內(nèi)置的時鐘精度為2-3%o每天會有2?3%的標(biāo)定時刻表的變化。

操作原理

2.1介紹

本分析儀有以下三個系統(tǒng)組成：

1、微燃料電池；

2、樣氣系統(tǒng)；

3、電子信號處理、顯示和控制；

樣氣系統(tǒng)用語接收樣氣，并將它無污染或不改變組成地輸送到分

析儀。微燃料電池是一電化學(xué)設(shè)備，可將樣氣中的氧含量轉(zhuǎn)換為電

流。電子信號處理、顯示和控制子系統(tǒng)可簡化分析儀的操作，并能精

確處理樣氣數(shù)據(jù)。微處理器控制所有信號的處理、輸入和輸出，以及

顯不功能。

2.2微燃料電池傳感器

2.2.1操作原理

Model3000T系列使用的傳感器是一微燃料電池，該電池由

TeledyneAnalyticalInstruments公司設(shè)計和制造的。為一密封的塑

料封裝的電化學(xué)變送器。

微燃料電池的有效元件是一陰極、一陽極和浸泡它們的15%液體

K0H電解液。電池將化學(xué)反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)換為外部電子電路的一個電流。

它的原理類似于一個蓄電池。

但是，微燃料電池與蓄電池工作的不同之處在于：蓄電池中，所

有的反應(yīng)物都是在電池內(nèi)的；而微燃料電池中，其中的一個反應(yīng)物

（氧）來自于設(shè)備外部一一個被連續(xù)分析的樣氣。因此，微燃料電池

是介于蓄電池和一個真正燃料電池之間的。（在一個真正的燃料電池

中，所有的反應(yīng)物儲存在設(shè)備外。）

2.2.2微燃料電池的結(jié)構(gòu)

微燃料電池是一圓柱體，直徑11/4”，高度11/4”。它由惰性極強

的塑料制成，可以放在任何環(huán)境和采樣氣流中。盡管其一端可以透過

樣氣中的氧，它仍具有良好的密封性。電池的另一端是由兩個同心金

屆圓環(huán)組成的觸點板，兩個圓環(huán)與傳感器塊上的彈簧觸點相配，提供

與分析儀其他部分間的電路連接。圖2-1顯示了外部特征。

BottofnVIow

Conoentrtc

FollCortart

RITIDB

Figure2-1:Micro-FuelCell

參見圖2-2,微燃料電池的剖視圖，顯示了以下內(nèi)部特征

Figure2-2.CrossSectionofaMicro-FuelCell(nottoscale)

電池的頂部是一Teflon的擴散膜，它的厚度是非常精確控制的。

擴散膜的下面是氧的傳感元件一陰極，其表面積大約4cm2。陰極表面

鍍有惰性金屬，陰極上有許多孔以確保上表面被電解液充分浸潤。

陽極位于陰極之下。由鉛制成，采用了一種可以使最大化數(shù)量的

金屬參與化學(xué)反應(yīng)的專利技術(shù)。

在電池的后部，陽極的正下方是一活動的膜，用來適應(yīng)在電池使

用過程中發(fā)生的內(nèi)部體積的變化。這種活動性確保了傳感膜保持在它

正確的位置上，保證電子輸出的穩(wěn)定。

在陰極上面的擴散膜和陽極下面的后部活動膜之間的空間充滿了

電解液。陰極和陽極浸泡在這公共池中。它們各自有一個觸點與電池

底部的觸點盤上的外部觸點環(huán)相連。

223電化學(xué)反應(yīng)

樣氣通過Teflon膜擴散滲入。樣氣中的任何氧因發(fā)生在陰極表面

的下列半反應(yīng)而消耗：

02+2H2O+4e-f40H（陰極）

（4個電子與1個氧分子結(jié)合，在電解液中水存在的情況下，生

成4個氫氧根離子。）

當(dāng)氧在陰極消耗的同時，鉛在陽極不斷地被下列半反應(yīng)氧化：

Pb+2OH-好Pb2++H2O+2e（陽極）

（被氧化時，每個鉛原子失去2個電子。因此需要進行2個上述

半反應(yīng)才可以與1個陰極的半反應(yīng)保持電子轉(zhuǎn)移的平衡，輸出4個電

子。）

當(dāng)提供了一個外部電路時，從陽極表面釋放的電子就會流向陰極

表面。電流與到達陰極的氧的數(shù)量成比例。該電流被用來測量混合氣

體中的氧濃度。

燃料電池的全反應(yīng)是半反應(yīng)的和，或：

2Pb+02f2PbO

（該反應(yīng)在樣氣中沒有可以氧化鉛的物質(zhì)（如漠、碘、氯、氟）

存在的情況下成立。）

燃料電池的輸出受以下因素影響：

（1）當(dāng)時電池中的氧。（2）儲備的陽極材料的數(shù)量。

在沒有氧的情況下，不產(chǎn)生電流。

2.2.4壓力的影響

為了以ppm或百分含量表述混合樣氣中的氧量，需要使樣氣在恒

定壓力下擴散進電池。

如果總壓力增加，氧通過鍍膜擴散到陰極的速率會增加。因此即

使樣氣中的氧濃度沒有變化。電子轉(zhuǎn)移、外部電流也會增加。因此，

保持在兩次標(biāo)定之間保持燃料電池的樣品壓力穩(wěn)定十分重要。

2.2.5標(biāo)定曲線

如果微燃料電池表面上的樣氣的壓力保持恒定，則該電池的特性

是：外部電路中產(chǎn)生的電流與到達陰極的氧分子速率成比例，并且速

率與混合樣氣中氧濃度成正比。換句話說，該電池有一如圖2-3所示的

線性曲線。測量電路不需要做非線性補償。

另外，由于在沒有氧的情況下，輸出為零。該特性曲線非常接近

于絕對零(+/-lppm02)o在實際應(yīng)用中，可用調(diào)零來補償電池和電

子部分的零點漂移。(在儀器通電時，將自動進行電子調(diào)零。)

Figure2-3,CharacteristicInput/OutputCurveforaMicro-FuelCell

2.3樣氣系統(tǒng)

樣氣系統(tǒng)將氣體從分析儀的后面板進口引入微燃料電池。操作方

式?jīng)Q定引入的是樣氣還是標(biāo)氣。

Model3000TA樣氣系統(tǒng)的設(shè)計與制造確保樣氣的氧含量經(jīng)過樣

氣系統(tǒng)后不發(fā)生變化。樣氣幾乎不會遇到任何死區(qū)。這最大限度地減

少了駐留氣體對微量測量的影響。

標(biāo)準(zhǔn)儀器后面板上的樣氣系統(tǒng)進口和出口連接管的接頭采用

1/4”。用于公制系統(tǒng)安裝時，需要采用6mm的管接頭。測量池出口處

裝有流量計，用于監(jiān)測樣氣或標(biāo)氣的流量。圖2-4為標(biāo)準(zhǔn)型號的管線布

局和流程圖。

Flowmeter

Figure2-4:PipingLayoutandFlowDiagramforStandardModel

圖2-5是采樣系統(tǒng)的流程圖。在標(biāo)準(zhǔn)型號的儀器中，標(biāo)氣（零點

氣和量程氣）可以通過接頭從合適的閥門直接接入樣氣入口。圖中陰

影部分表示選擇了“C”選項后的附加元件。切換閥安裝在3000TA-C

外殼內(nèi)，由儀器內(nèi)部電路控制。

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Figure2-5:FlowDiagram

2.4電子和信號處理

Model3000TA微量氧分析儀使用8031微處理器，有32kBRAM

和128kBROM,用于控制分析儀所有的信號處理、輸入/輸出和顯示功

能。系統(tǒng)電源采用通用性的電源模塊，與國際性的電源兼容。圖2-6顯

示了電源模塊和主電子PC板的位置。

UHNWBBI

Poweteupplyi

6Hde-Dut

Elwtranks

Drawer

Mottierixiand

Figure2-6:ElectronicComponentLocationinsidetheModel3000TA

信號處理電路包括微處理器、模/數(shù)和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。這些板位于箱

底的母板上的。前置放大板如圖所示安裝在母板的頂部。在移去后面

板后，可以接觸到這些板。圖2-7是分析儀電子模塊圖。

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'尊心,---------------cS舄3

Figure2*7:39cADi3gc^mo<3OOOTA

當(dāng)氧存在時，電池產(chǎn)生一個電流，電流電壓轉(zhuǎn)換器將該電流轉(zhuǎn)換

成一電壓信號，在次級放大器中被放大。

次級放大器也提供氧傳感器輸出的溫度補償。該放大電路有一安

裝在微燃料電池區(qū)的熱敏電阻。熱敏電阻通過改變阻值而改變放大器

的增益，使其與電池塊的溫度變化成比例。該變化與由于同一溫度變

化引起的電池輸出的變化成相反的比例。結(jié)果產(chǎn)生的一個信號是與溫

度無關(guān)的。從次級放大器出來的輸出送到微處理器控制的18字節(jié)的模

擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器中.

來自控制盤的數(shù)字濃度信號由微處理器處理，相應(yīng)的控制信號直

接到達顯示、報警和通訊接口。同樣的數(shù)字信息也被送到一個12字節(jié)

的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器，生成4-20mAde和0-1Vdc濃度模擬信號輸出和模

擬量程識別輸出。

從電源供給來的信號被監(jiān)測，如果檢測到故障，通過微處理傳感

器激活系統(tǒng)故障報警。

3、安裝

Model3000TA分析儀的安裝包括：

1、開箱；

2、安裝；

3、氣體管路連接；

4、電路連接；

5、安裝微燃料電池；

6、測試系統(tǒng):

3.1開箱

分析儀起運時是完整的，其中單獨包裝的某些部件，如保險絲和

傳感器也是一臺完整的儀器上所需的部件。開箱時務(wù)必小心，檢查是

否有損壞的地方，如果有立即向運送方提交報告。

3.2安裝

Model3000TA適合安裝在室內(nèi)安全區(qū)。不適用于任何危險環(huán)境。

標(biāo)準(zhǔn)形式采用的是平面盤裝方式。圖3-1是3000TA標(biāo)準(zhǔn)前面板

和安裝盤座的說明。有四個安裝孔一硬框架的每個角有一個孔。本手

冊后附的圖一章中有外部尺寸和安裝孔位置距離尺寸。

訂購時特殊要求，也可提供一套19”支架安裝盤。支架安裝時,

1或2臺3000系列儀表被平面盤裝于支架安裝盤中。安裝盤尺寸見附

錄。

Latch

Hinge-'-*

10"

Figure3-1:FrontPaneloftheModel3000TA

所有操作控制鍵裝于控制盤上，控制盤同時是儀表的門，可沿左

邊打開，進入儀表內(nèi)部裝有的傳感器和測池模塊。門以彈簧固定，用

一工具（寬小于0.18"）按彈簧鎖中間的按鈕（右上角）可以旋轉(zhuǎn)打

開，然后可以用螺絲刀等將門打開至90度角。見圖3-2。

3.3后面板連接

圖3-3所示為Model3000TA后面板，上面有氣路、電源接頭和設(shè)

備接口。零點氣進匚和量程氣進口不包含在標(biāo)準(zhǔn)型號內(nèi)，不過可以作

為選項另外訂購。Figure3-3:RearPaneloftheModel3000TA

3.3.1氣路連接

在使用儀器之前，應(yīng)確認一下該儀器是用在被增壓的或者是真空

和低壓條件下。檢查隨儀器提供的限流閥工具包。包中兩個限流閥和

一個匹配1/4”直徑管的接頭。注意兩個13/4”長，直徑為1/4”的管

是限流閥。它有一開口端和一帶小園孔隙的閉口端。不帶藍色標(biāo)記的

限流閥用于低壓和真空條件下；高壓情況（5-50PSIG）的應(yīng)用，使用

管體帶藍色標(biāo)記的限流閥。

在被增壓的情況下，使用不帶藍色標(biāo)記的限流閥和接頭，將其連

接至樣氣入口。小圓孔隙必須背向儀器后部（與氣流方向相反）。對

于低壓應(yīng)用（小于5PSIG壓力），以同樣方法使用不帶藍色標(biāo)記的限

流閥。

對于真空應(yīng)用（5T0inHg）使用不帶藍色標(biāo)記的限流閥和接

頭，但將其連接至排放口處，小圓孔隙必須朝向儀器后部（與氣流方

向相反）。

在使用之前將藍色標(biāo)記去掉0

注意：如果不使用限流閥就操作儀器，可能引起微燃料電池的損壞。

該儀器制造采用的是1/4”管固定器，用于與公制系統(tǒng)連接時建議

采用6mm的轉(zhuǎn)換接頭。為了達到安全連接：

1、將管插入管固定器，用手指擰緊螺絲直到管不隨意轉(zhuǎn)動。

（手擰后還需旋轉(zhuǎn)1/8圈）；

2、用一個扳手夾住固定器，另一個扳手將螺絲再擰1-1/4-

圈。

樣氣入口：在標(biāo)準(zhǔn)配置中，氣體連接有樣氣入口和排放出口連

接。標(biāo)氣必須用“F接頭通過合適的閥門接入樣氣入口中。

進入氣體的壓力需耍合理調(diào)節(jié)。2-50PSIG的氣體壓力是可以接

受，一旦穩(wěn)定，將能保證前面板的流量計讀數(shù)穩(wěn)定在一可接受的

范圍內(nèi)（0.1-2.4SLPM）。對于未增壓和非常低壓（小于2PS1G）

樣氣，建議采用真空抽取設(shè)備。具體情況依賴于應(yīng)用過程。

如果需要更大的流量，以提高響應(yīng)時間，可以在分析儀入口上游

的采樣系統(tǒng)中安裝旁路。

排放出口：排放口的連接必須同組成氣體的危險程度相匹配。查

閱本地、市、國家的有關(guān)法律條文，將氣體排放至合適區(qū)域。

零點氣入口和量程氣入口（選項）：這是添加的入口，用于接入

量程氣和零點氣。內(nèi)部有電磁閥自動控制在樣氣和標(biāo)氣之間進行切

換。這些閥門完全由3000T電路控制。外部控制只能通過RemoteCal

Input（遠程標(biāo)定輸入）控制。參見以下說明。

壓力、流量和安全性考慮同上面“樣氣入口”的規(guī)定。

3.3?2電連接

從安全連接角度，耍確保在正常操作中沒有非絕緣線能接觸到手

指、工具或衣服。

注意：使用屏蔽電纜。同時使用接線端子以保證提供優(yōu)秀的EMI/RFI

防護。端子盒必須與電纜屏蔽層連接，并用緊固螺絲與分析儀

連接固定。最終是由安裝件確保提供足夠的EMI/RFI屏蔽連

接。

3.3.2.1主輸入電源

電源電纜插座和保險盒裝于一體。將電源線插入電源電纜插座

中。

注意：只要儀器與電源相連后，儀器即帶電。前面板上的紅色開關(guān)指

示的只是對于顯示和輸出來說電源是開或關(guān)。

電源規(guī)格要求是85-250VAC,47-63IIzo

安裝保險；位于電源電纜插座右邊的保險盒接受美國或歐洲規(guī)格

的保險絲。保險插座不使用時用一個跨線替代保險絲。保險絲在工廠

里未被安裝。安裝時要確保裝上合適的保險絲。（見第5章，維修中

的保險替換）

3.3.2.250-端子設(shè)備接口連接

圖3-4顯示了設(shè)備接口件端子的分布情況。以下排布是觀察者面

對分析儀后面板時的樣子。對應(yīng)每一輸入/輸出功能的端子的編號及功

能概括見下段。

模擬輸出：有4個DC輸出信號端子一每一輸出對應(yīng)2個端子。

極性見表3-U

這些輸出是：

百分量程的OTVdc：電壓隨氧的增加線性增長，從Oppm的0V增

加到滿量程ppm的1VO（滿量程=100%可編程量程）

量程識別的O-lVdc：0.25V=低量程；0.5V二中量程；

0.75V=高量程；1V二空氣標(biāo)定量程。

百分量程的4-20mAdc：電流隨氧的增加線性增長，從0ppm的4mA

增加到滿量程ppm的20mA。（滿量程=100%可編程量程）

量程識別的4-20mAdc：8mA=低量程；12mA=中量程；

16mA=局量程；20mA=空氣標(biāo)定量程。

MRANGE明假IDms腳衽［0

Figure34AnalogOutputConnections

表3-1：模擬輸出接口

端子功能

治占

3+量程識別,4-20mA,“

濟

占

4-量程識別,4-20mA,“

溶

占

5+百分量程,4~20mA,”

洛

占

6-百分量程,4-20mA,一

8+量程識別,0-1Vde

23-量程識別,0-1Vde,負接地

24+百分量程,0-1Vde

7-百分量程,0-1Vde,負接地

報警繼電器：9個報警電路連接端子與內(nèi)部報警繼電器觸點相連。每一

組3個端子提供一套C型式的繼電器觸點。每一繼電器都有常開和常

閉觸點連接。觸點連接見表3-2。它們可承受250V下最大3A的阻性

負載。

連接件是：

限值報警1：可設(shè)定為高報（當(dāng)濃度高于限值時觸發(fā)），或低報

（當(dāng)濃度低于限值時觸發(fā)）。

可設(shè)定為故障安全或故障非安全；

可設(shè)定為鎖定或非鎖定；

可不用［取消）；

限值報警2：可設(shè)定為高報（當(dāng)濃度高于限值時觸發(fā)），或低報

（當(dāng)濃度低于限值時觸發(fā)）。

可設(shè)定為故障安全或故障非安全；

可設(shè)定為鎖定或非鎖定；

可不用1取消）；

系統(tǒng)報警：當(dāng)電路的DC電源不能接收一個或更多的參數(shù)時觸發(fā)。永久

設(shè)定為故障安全和鎖定，不能取消°如果自檢失敗觸發(fā)該

報警。

（通過按電源按鈕斷電，再按按鈕通電，并按Except

System按鈕可復(fù)位。）

更詳細的介紹見第4章，4-5節(jié)。

Piuahcrota「1

inBartvrire.------?

Release仍ho、、JJ。M

■fflRESHOW

AL?M1ID

CONTACT

Figure3-5.TypesofRelayContacts

表3-2：報警繼電器觸點端子

端子觸點

45限值報警1,常閉觸點；

28限值報警1,moving觸點;

46限值報警1,常開觸點；

42限值報警2,常閉觸點；

44限值報警2,moving觸點;

43限值報警2,常開觸點；

36系統(tǒng)報警，常閉觸點；

20系統(tǒng)報警，moving觸點；

37系統(tǒng)報警，常開觸點；

數(shù)字遠程標(biāo)定輸入：接收0V（關(guān)）或24Vde（開）的輸入用于

遠程標(biāo)定控制。（見下列遠程標(biāo)定協(xié)議）見表3-3端子連接：

零點：浮動輸入。從+、-端子輸入的5-24V輸入信號使分析儀進

入模式.每個端子都可接地至信號源.完成調(diào)零后輸

入0TV信號結(jié)束Zero模式。一個同步信號必須對應(yīng)地打

開和關(guān)閉外部零點氣閥。參見遠程傳感器接頭（C選項-內(nèi)

置自動操作閥）；

量程：浮動輸入。從+、-端子輸入的5-24丫輸入信號使分析儀進入

Span模式。每個端子都可接地至信號源。完成調(diào)零后輸入A

IV信號結(jié)束Span模式。一個同步信號必須對應(yīng)地打開和關(guān)閉

外部量程氣閥。參見遠程傳感器接頭（C選項-內(nèi)置自動操作

閥）；

標(biāo)定觸點：該繼電器觸點在分析儀進行量程和零點標(biāo)定時關(guān)閉（見以

下遠程標(biāo)定協(xié)議）。

表3-3：遠程標(biāo)定連接

觸點功能

9+遠程零點

11-遠程零點

10十遠程量程

12-遠程量程

40標(biāo)定觸點

41標(biāo)定觸點

遠程標(biāo)定協(xié)議：為正確地對至Model3000TA分析儀的遠程標(biāo)定

輸入信號進行計時，用戶的控制器必須監(jiān)測CALCONTACT繼電器。

當(dāng)觸點打開時，分析儀正進行分析，選中遠程標(biāo)定輸入信號，可

以發(fā)出調(diào)零或調(diào)整量程的命令。

當(dāng)觸點閉合時，分析儀正在標(biāo)定，它會忽略用戶發(fā)出的標(biāo)定請

求，且不保留該請求。

一旦調(diào)零或調(diào)整量程的命令被發(fā)出并被接受（觸點閉合），則釋

放之。如果調(diào)零或調(diào)整量程完畢后還繼續(xù)發(fā)出該命令，則重新開始標(biāo)

定，標(biāo)定繼電器觸點（CRC）將再次閉合。

例如：

1）測試CRC。當(dāng)CRC為開時，發(fā)出調(diào)零命令直至CRC閉合。（CRC

將快速閉合）。

2）當(dāng)CRC閉合時，取消調(diào)零命令°

3）當(dāng)CRC再次打開時，發(fā)出調(diào)整量程的命令，直至CRC閉合。

（CRC將快速閉合）。

4）當(dāng)CRC閉合時，取消調(diào)整量程的命令。

5）當(dāng)CRC再次打開時，完成調(diào)零和調(diào)整量程操作，繼續(xù)樣品氣的分

析。

注意：遠程閥連接（描述見下）提供信號來確保零點和量程氣體閥門

將同步操作。如果有C選項的內(nèi)部閥門一包括添加的零點和量

程氣體輸入一3000T將自動調(diào)節(jié)零點氣、量程氣和樣氣的流量。

量程識別繼電器：4個專用的量程識別繼電器觸點。頭三個量程

以降序分配給繼電器一低量程分配給量程1識別，中量程分配給量程2

識別，高量程分配給量程3識別。第四個量程識別用于空氣標(biāo)定量程

（25%）o表3-4列出觸點連接。

表3-4：量程識別繼電器連接

觸點功能

21量程1識別觸點

38量程1識別觸點

22量程2識別觸點

39量程2識別觸點

19量程3識別觸點

18量程3識別觸點

34量程4識別觸點（空氣標(biāo)定）

35量程4識別觸點（空氣標(biāo)定）

網(wǎng)絡(luò)I/O：一串行數(shù)字輸入/輸出用于局域網(wǎng)協(xié)議。至本手冊印刷

時，該功能尚未實現(xiàn)。該通訊口未來將是儀器的選項。觸點13（+）和

觸點29（-）o

3.3?3、遠程閥連接：3000TA是一單底盤儀器，沒有遠程閥門單

元。遠程閥連接被用作直接控制外部樣氣/零點氣/量程氣閥門的

方法。見圖3-5（見英文手冊）。

來自這些輸出的電壓通常是：0V代表OFF,15Vde代表ON。從

這些輸出線給出的大電流總和為lOOmAo（如果同一時間里有兩

條線處于ON,每一條線的電流必須限制在50mA,依此類推。）

如果需要更大的電流或一不同的電壓，則需使用繼電器、電源放

大器或其他匹配的電路來提供實際需要的驅(qū)動電流。

另外，每根獨立的線都串聯(lián)一個常開的5歐姆電阻（最壞情況下

9歐姆）的場效應(yīng)管（FET）。這可以使負載在不同的場合限制電壓過

高。見圖3-6。

3+16Vd。

5郊此

互■MSVdcSolenoids

Matching

141■dSV.deClrculfry

SAMPLER(IfSolenoid2(return)

82H?Q(ffltum)

NecesBaiy)SoleTioid3{ratum)

怕

SWN(fetuffl)Solenoid1(return)

12EXHAU8T(幽Solenoid4(return)

Schematic

Figure3-6:RemoteProbeConnectorPinouts

RS232接口：數(shù)字信號輸入是一標(biāo)準(zhǔn)的RS232串行通訊口，用于

將分析儀與計算機、終端或其他數(shù)字設(shè)備相連。需要一個標(biāo)準(zhǔn)的9觸

點D接口。

輸出數(shù)據(jù)是狀態(tài)信息，以數(shù)字形式，每2秒更新一次。數(shù)據(jù)按以

下順序報告：

?以ppm或%為單位的濃度

?在使用的量程（高、中、低）

?量程的寬度（0-100ppm,等）

?如果有報警,是何報警被禁止（AL-xDISABLED）

?如果有報警，是何報警被捕捉（AL-xON）

每個狀態(tài)輸出都將被返回。

目前已經(jīng)實現(xiàn)了三個使用RS232的輸入功能，見表3-5中的描

述。

3.4安裝微燃料電池

在儀器運輸時，并沒有在測池中安裝微燃料電池。在儀器正式使

用前安裝上。

如果電池已過期，或電池長時間暴露在空氣中，則需要更換微燃

料電池。如果儀器長時間閑置，也需要更換電池。

當(dāng)需要安裝或更換微燃料電池時，請按照第5章維護中的步驟進

行。

3.5測試系統(tǒng)

在儀器插電前進行以下步驟：

?檢查氣路連接是否完好，確保沒有泄漏。

?檢查電路連線是否完好，確保沒有暴露的導(dǎo)線。

?檢查限流設(shè)備是否安裝正確（見3.3.1節(jié)）

?檢查進口樣氣壓力是否在可接受的范圍內(nèi)（見3.3.1節(jié)）

給儀器通電，執(zhí)行以下操作來檢查儀器：

1、按第四章，4.3.5節(jié)描述重復(fù)進行自檢測試。

4、操作

4.1介紹

安裝好分析儀后，可按使用需要進行如下設(shè)置。

?設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)：

*如果需要，設(shè)立一個安全密碼，并要求操作者輸入儲存。

*如果需要，建立啟動一個自動標(biāo)定周期。

?標(biāo)定儀器

?定義3個用戶選擇的分析量程。然后根據(jù)需要選擇自動量程切

換或選擇一個固定的量程分析。

,設(shè)定報警點和報警操作模式（鎖定、故障安全等）

在設(shè)置你的3000TA前，以下缺省值有效：

量程：L0=100ppm,MED=lOOOppm,HI=lOOOOppm.

自動量程切換：ON（開）

報警繼電鋸：無效，lOOOppm,HI,非故障安全，非鎖定

零點標(biāo)定：自動，每0天在0時

量程標(biāo)定：自動，在000008.OOppm,每0天在0時

如果不選擇使用密碼保護，則當(dāng)你啟動儀器時，缺省的密碼將自

動顯示在VFD屏幕上，你只需按ENTER即可進入儀器的所有功

能。

4.2使用數(shù)據(jù)輸入和功能按鈕

數(shù)據(jù)輸入按鈕：使用＜＞箭頭按鈕從VFD屏幕顯示的菜單上選擇

需要的命令項。被選中的項將閃爍。

當(dāng)選中項包括一個可修改的條目時?，可以采用△▽箭頭按鈕增加

或減低該可修改條目。

ENTER按鈕用于接受VFD屏幕上任何新的輸入。ESCAPE按鈕月于

放棄VFD屏幕上不使用ENTER鈕接受的任何新的輸入。

圖4T顯示了噪作者可通過功能按鈕得到的功能的階梯性。分析

儀上的6個功能按鈕是：

*Analyze這是正常操作模式。分析儀在監(jiān)測樣氣中氧的濃度、

顯示氧的百分含量、提醒任何報警狀態(tài)。

*System系統(tǒng)功能由6個用于調(diào)節(jié)分析儀內(nèi)部操作的次級功能

組成：

*自動標(biāo)定啟動

*密碼指定

*自檢激發(fā)

*檢查軟件版本

*退出記錄

*Zero用于建立一零點標(biāo)定

*Span用于建立一量程標(biāo)定

*Alarm用于設(shè)置報警點，并決定每個報警是將激發(fā)或被忽

略，是HI或L0起作用、鎖定或設(shè)為故障安全。

*Range用于設(shè)定3個分析量程是自動量程切換或用作設(shè)定一

個獨立的固定量程。

任何功能都可以隨時通過按專用的按鈕來做選擇（使用了密碼限

制的除外）。本手冊中的命令是專用于最初設(shè)置的。

所有這些功能在后續(xù)的步驟中有更詳細的說明。伴隨每一步操作

的VFD屏幕顯示文本在程序的專用點以一種單空間類型的方式被復(fù)

制。按鈕的名稱以斜體印刷。

ZERO

ALARMS

Seiinstrjmert

Zefo

ShoaNegate

Figure4-1:HierarchyofFunctionsandSubfunctions

4.3系統(tǒng)功能

System功能中的次級功能描述如下。關(guān)于它們的專用步驟見下：

?Auto-Cal（自動標(biāo)定）：用于定義一個自動標(biāo)定時序和/或開始

一個自動標(biāo)定。

?PSWD（密碼）：用于從標(biāo)準(zhǔn)ASCII符號中選擇5位，建立密碼

保護。當(dāng)確認和激活了一個特殊的密碼后，操作者必須輸入該

密碼才能進入改變儀器操作的設(shè)置功能。如設(shè)置儀器的量程和

零點標(biāo)定、調(diào)整報警設(shè)定點、或定義分析量程。當(dāng)一個密碼設(shè)

定后，操作者需要logout（退出記錄）以激活它。至此，任何

人都可以繼續(xù)操作儀表不需要輸入新的密碼。

只可定義一個密碼。在一個特殊的密碼被設(shè)定前，系統(tǒng)由

TETAI設(shè)為缺省。這種設(shè)定允許任何人進入。當(dāng)一個特殊密碼

被設(shè)定后，為了使其失效，必須將密碼重新設(shè)為TETAI的缺

省值。

?Logout:系統(tǒng)退出用于阻止有關(guān)分析儀設(shè)置的非權(quán)威的干

涉。

?More：選擇和進入More可以得到一個列出添加的次級功能的

新的屏幕顯示。

?Self-Test：儀器進行一次自檢測試以檢查內(nèi)部電源供給、輸

出板和放大器。

?Version:顯示制造廠、型號、和儀器的軟件版本。

?ShowNegative:操作者選擇是否顯示負的氧濃度讀數(shù)。

?TRAK/HLD：操作者設(shè)定儀器模擬輸出是否跟蹤標(biāo)定時的濃度

變化，并設(shè)置一個標(biāo)定段濃度報警延時時間。

4.3.1標(biāo)定時跟蹤氧讀數(shù)和報警延時

用戶可以預(yù)先設(shè)置標(biāo)定過程中，模擬輸出是否需要跟隨顯示讀數(shù)

的變化。要做設(shè)置，首先按System鈕，一級System菜單會出現(xiàn)在VFD

屏幕上：

TRAK/HLDAuro-Cal

PSWDLogoutMore

選中TRAK/HLD。按一次ENTER鍵進入該系統(tǒng)菜單：

OutputSttng:TRACK

AlarmDly:10min

或

OutputSttng:HOLD

AlarmDly:10min

在第一行，選中TRACK或HOLD。操作者可以通過UP或DOWN鍵

在TRACK和HOLD之間切換。一旦選中TRACK,模擬輸出(0TVDC和

4-20mA)和量程識別觸點將在標(biāo)定過程中(不管是零點標(biāo)定還是量程

標(biāo)定)跟蹤儀表的讀數(shù)變化。TRACK是出廠時的缺省值。

一旦選中HOLD,模擬輸出(0-1VDC和4-20mA)和量程識別觸點

將保留進入標(biāo)定模式前的最后狀態(tài)。不管是進行了成功的標(biāo)定還是標(biāo)

定失敗，在儀器返回分析模式時，模擬輸出和量程識別觸點都會有一

個3分鐘的延時，然后恢復(fù)跟蹤讀數(shù)變化。

不管是選擇了TRACK還是HOLD,濃度報警都將保持進入標(biāo)定前的

最后狀態(tài)。但是，選中HOLD時，濃度報警在分析儀返回分析模式后將

保留的時間是TRAK/IILD菜單上第二行顯示的時間。

出廠時延時的缺省值是3分鐘，但延時是可以編程設(shè)置的。調(diào)整

延遲時間用Left或Right箭頭按鈕。當(dāng)菜單上第二行顯示閃爍時，通

過按UP或DOWN鍵可以增加或減少數(shù)值。最小的延遲時間為1分鐘，

最大的是30分鐘。

這些預(yù)先設(shè)置儲存在非固化的內(nèi)存里，所以一旦儀表斷電會恢復(fù)

原設(shè)置。

4.3.2設(shè)置一個自動標(biāo)定

當(dāng)連接了合適的自動閥門時，分析儀可以按照一定的步驟自動地

完成一個零點和量程標(biāo)定周期。

注意：如果需要高精度的自動標(biāo)定定時控制，盡可能使用外部自動標(biāo)

定控制。Model3000TA內(nèi)置時鐘的精度是2-3%。因此，內(nèi)部標(biāo)定時間

表每天可能有2-3%的變化。

設(shè)置一自動標(biāo)定周期；

從功能鈕中選擇System。LCD將顯示5個次級功能：

TRAK/HLDAuto-Cal

PSWDLogoutMore

使用＜＞箭頭選中Auto-Cal,按ENTER鍵。出現(xiàn)一個用于

Span/Zero設(shè)置的新的屏幕：

SpanOFFNxt:OdOh

ZeroOFFNxt:OdOh

按＜＞箭頭選擇Span（或Zero）,按ENTER鍵。（如果已輸入了一

個為0的間隔時間，將不能將OFF設(shè)為0N。）出現(xiàn)以下屏幕顯示（或

ZeroEvery...）：

SpanEveryOd

StartOhfromnow

使用△▽箭頭設(shè)置一個間隔時間值，然后使用＜＞箭頭移到開始

時間值（Start）,使用△▽箭頭設(shè)置一個開始時間值。

啟動Span或Zero周期（激活A(yù)uto-Cal）:再次按System,選擇

Auto-Cal,按ENTER。當(dāng)Span/Zero值顯示在屏幕上時，使用＜＞箭頭

選中Span（或Zero）0FF/0N區(qū)域。使用△▽箭頭設(shè)置OFF/ON區(qū)域為

ONo現(xiàn)在你可以將OFF設(shè)為ON是因為已定義了一個非0的間隔時間。

4.3.3密碼保護

如果設(shè)置了一個密碼，以下系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置都必須在輸入了密碼

后才可以進行設(shè)定：Span和Zero設(shè)置、alarm設(shè)置、分析range定

義、autoranging和手動切換的開關(guān)、設(shè)置一個auto-cal,設(shè)置一個新

的密碼。不輸入密碼，儀器可以進行的功能有：分析、自檢功能。

如果你決定不建立密碼保護，則使用缺省的密碼TETAI。這一密