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本手冊描(miao)述了HRD-SK-3001型(xing)顆(ke)粒(li)(li)物(wu)監測儀的安裝、操(cao)作、檢(jian)驗及維(wei)護。HRD-SK-3001基于(yu)煙塵粒(li)(li)子(zi)的背向散射原(yuan)理(li)，用于(yu)對固(gu)定污(wu)染源(yuan)顆(ke)粒(li)(li)污(wu)染物(wu)進行在線(xian)連(lian)續測量。
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本(ben)手(shou)冊(ce)描(miao)述(shu)了HRD-SK-3001型顆粒物監(jian)測儀(yi)的(de)安裝、操作、檢驗及維(wei)護(hu)。HRD-SK-3001基于煙塵粒子的(de)背向(xiang)散射(she)原理，用(yong)于對固定(ding)污染源顆粒污染物進(jin)行在線連續測量。
HRD-SK-3001使用了一個(ge)10mW，650nm的半導體激(ji)光(guang)(guang)器，激(ji)光(guang)(guang)束(shu)(shu)及反射(she)光(guang)(guang)光(guang)(guang)直射(she)入(ru)眼睛會造成嚴重的損(sun)害。不(bu)得直視激(ji)光(guang)(guang)束(shu)(shu)及其反射(she)光(guang)(guang)在沒有(you)得到相(xiang)應(ying)培(pei)訓時，不(bu)得進行超(chao)出本手冊范圍的操作。
HRD-SK-3001可用(yong)(yong)于(yu)各種(zhong)污染排放源的(de)顆粒污染物濃度實時連續測量,可配套煙(yan)(yan)氣監(jian)(jian)測系統(tong),可單(dan)獨一(yi)(yi)臺或(huo)幾(ji)臺連接(jie)成一(yi)(yi)套煙(yan)(yan)塵(chen)(chen)監(jian)(jian)測網絡,共用(yong)(yong)一(yi)(yi)個前臺。儀器可適用(yong)(yong)于(yu)電(dian)廠(chang),鋼廠(chang),水(shui)泥廠(chang)等(deng)煙(yan)(yan)塵(chen)(chen)監(jian)(jian)測,也可用(yong)(yong)于(yu)除塵(chen)(chen)設(she)備及其它粉(fen)體工程的(de)過(guo)程控制(zhi)。
01. 采(cai)用激光(guang)背散(san)射原理。不(bu)怕煙道的(de)(de)機(ji)械振動及煙氣溫(wen)度不(bu)均(jun)造成的(de)(de)折射率不(bu)均(jun)引起的(de)(de)光(guang)束擺動；
02. 單(dan)端安(an)(an)裝(zhuang)，無需光(guang)路對(dui)中。儀器(qi)設計過(guo)程大限度(du)地(di)(di)降(jiang)低現場(chang)(chang)安(an)(an)裝(zhuang)的復雜度(du)，儀器(qi)及防雨系統的安(an)(an)裝(zhuang)僅電器(qi)連接需要一支螺絲刀，20分鐘內(nei)即可完成(cheng)安(an)(an)裝(zhuang)，安(an)(an)裝(zhuang)維(wei)護極其簡單(dan)，大限度(du)地(di)(di)減少由于現場(chang)(chang)安(an)(an)裝(zhuang)調試帶來的諸多問題；
03. 采用標(biao)準(zhun)（4-20）mA工業(ye)標(biao)準(zhun)電流(liu)輸出,連接(jie)方便；
04. 儀器整體功耗(hao)非(fei)常小，大約5W左右；
05. 校(xiao)準(zhun)器就地(di)放置(zhi)，避(bi)免混淆(xiao)及(ji)丟失；
06. 分辨(bian)率高，可(ke)適用于低濃(nong)度(du)排放的監測要(yao)求(qiu)，也可(ke)適用與高濃(nong)度(du)排放的監測；
07. 非點測量，具有較大(da)的(de)取(qu)樣(yang)區，可適用各種直徑煙囪的(de)使用。
| 測量范圍 | MIN 0-200mg/m3 | 環境要求 | 溫度：-40℃~65℃ |
| MAX 0-10g/m3 | 相對濕度：（0-100）% R H | ||
| 測量誤差 | ±2%F.S./周 | 尺寸/重量 | 160×160×250mm/ 4kg |
| 零點漂移 | ±2%F.S./周 | 介質條件 | 最高300℃（高溫需定制） |
| 量程漂移 | ±2%F.S./周 | 信號輸出 | （4~20）mA |
| 線性誤差 | ±2%F.S./周 | 最大輸出負載 | 500Ω |
| 分辨率 | 1mg/m3 | 功耗 | MAX 5 W |
| 適用煙道直徑 | 1~5m | 供電 | DC24V |
● 主機包括(kuo)激光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)源及功率(lv)控制單元(yuan)(yuan)、光(guang)(guang)(guang)電(dian)傳(chuan)感(gan)(gan)與小信(xin)號預處(chu)理單元(yuan)(yuan)、散射光(guang)(guang)(guang)接收單元(yuan)(yuan)、顯示與輸(shu)入單元(yuan)(yuan)、輸(shu)出(chu)驅動(dong)單元(yuan)(yuan)、主控單元(yuan)(yuan)。激光(guang)(guang)(guang)器發出(chu)的(de)(de)650nm束以一個微小的(de)(de)角度射入排(pai)放源,激光(guang)(guang)(guang)束與煙塵粒子作用產生散射光(guang)(guang)(guang),背向散射光(guang)(guang)(guang)通(tong)過接受系統進(jin)入傳(chuan)感(gan)(gan)器轉(zhuan)變成(cheng)電(dian)信(xin)號進(jin)行處(chu)理.電(dian)路(lu)部分實現光(guang)(guang)(guang)電(dian)轉(zhuan)換(huan)、激光(guang)(guang)(guang)束的(de)(de)調(diao)制、信(xin)號放大、解調(diao)、光(guang)(guang)(guang)源的(de)(de)功率(lv)控制、V/I轉(zhuan)換(huan)功能。
● HRD-SK-3001顆粒物監測儀的測量范圍及測量區在現場條件下是可調的，但調整過程比較復雜，建議用戶在訂購時選定準確的參數由制造商調整好，簡化安裝過程。一般在用戶不指明參數的情況下，制造商出廠的測量范圍一般調整到（0-200）mg/m3，測量區參數DGT調整到2000mm。一般的測量儀器工作時較好的工作狀態在其滿量程的2/3左右，對于煙塵儀則不太相同，煙塵儀的工作點在其滿量程的1/3甚至更低。這是因為現場煙塵排放即使在除塵設備正常工作的時候動態范圍都很大，三電場的靜電除塵器經常工作在三電場、二電場甚至單電場的狀態，布袋除塵器也經常工作在一個或數個布袋有輕微泄露的情況下。因此煙塵儀要兼顧測量的準確及大的動態范圍兩個方面。
● HRD-SK-3001顆(ke)粒(li)物(wu)(wu)(wu)監(jian)測(ce)(ce)儀(yi)的測(ce)(ce)量區指的在(zai)煙(yan)(yan)塵(chen)監(jian)測(ce)(ce)儀(yi)前(qian)面(mian)(mian)，如(ru)果有(you)顆(ke)粒(li)物(wu)(wu)(wu)的話，煙(yan)(yan)塵(chen)監(jian)測(ce)(ce)儀(yi)的激(ji)光(guang)(guang)束(shu)與顆(ke)粒(li)物(wu)(wu)(wu)作(zuo)用產生的后向散(san)射(she)光(guang)(guang)能夠(gou)被(bei)接(jie)(jie)受(shou)(shou)系(xi)統感受(shou)(shou)的區域長度。對于HRD-SK-3001顆(ke)粒(li)物(wu)(wu)(wu)監(jian)測(ce)(ce)儀(yi)，在(zai)煙(yan)(yan)塵(chen)監(jian)測(ce)(ce)儀(yi)前(qian)面(mian)(mian)2500mm距(ju)離(li)的區域內的顆(ke)粒(li)物(wu)(wu)(wu)與激(ji)光(guang)(guang)束(shu)作(zuo)用產生的后向散(san)射(she)光(guang)(guang)可以(yi)被(bei)接(jie)(jie)受(shou)(shou)系(xi)統感受(shou)(shou)到，超過(guo)2500mm距(ju)離(li)的顆(ke)粒(li)物(wu)(wu)(wu)即(ji)使有(you)散(san)射(she)光(guang)(guang)也不能被(bei)接(jie)(jie)收系(xi)統接(jie)(jie)收到。煙(yan)(yan)塵(chen)監(jian)測(ce)(ce)儀(yi)的測(ce)(ce)量區在(zai)儀(yi)器銘牌上都(dou)有(you)標識，其使用兩個要點(dian)：一個是該(gai)參數必須大(da)于等于從煙(yan)(yan)塵(chen)監(jian)測(ce)(ce)儀(yi)的法(fa)蘭(lan)端面(mian)(mian)到對面(mian)(mian)煙(yan)(yan)囪(cong)或煙(yan)(yan)道內壁(bi)(bi)的距(ju)離(li)，保(bao)證(zheng)煙(yan)(yan)道壁(bi)(bi)的反射(she)光(guang)(guang)不會混(hun)入煙(yan)(yan)塵(chen)儀(yi)的散(san)射(she)光(guang)(guang)；另外該(gai)參數必須大(da)于煙(yan)(yan)道壁(bi)(bi)厚再(zai)加上約300~500mm的距(ju)離(li)，保(bao)證(zheng)測(ce)(ce)量區在(zai)煙(yan)(yan)道內部(bu)。
光學方法無論對穿法還是散射法在較高濃度時都存在非線性問題，也就是說濃度和儀器輸出之間呈現的不是比例關系。光閃爍法及靜電感應法都存在類似的情況。好在在一般的排放監測要求的濃度范圍內這種非線形造成的偏差可以忽略不計。一般而言沒有經過精確的計算憑現場經驗估測，光學法和靜電感應法煙塵濃度在500mg/m3以下不用考慮非線形因素造成的偏差（這里所說的非線性僅指由于顆粒間的干擾造成光或荷電變化引起的非線性因素）。當然對穿法和光閃爍法還要考慮光程的大小、散射法要考慮取樣測量區的大小及位置。在有些情況下需要測量很高濃度的煙塵排放，如在有些脫硫除塵前的測點，煙塵濃度可能超過1000mg/m3，有些測點的煙塵濃度可以達到20g/m3，這時就必須考慮非線性因素了。其實在每套儀器安裝到現場后如果是用于環保監測，都需要進行參比，以準確地定量儀器輸出與煙塵濃度的關系。從廣義上講兩組數據之間相關性及線形關系是兩個不同的概念。兩組數據之間相關系數為1（或者說完全相關），但之間的關系可以不是線形關系。因此兩組數據之間還存在一個關系匹配模式的問題。參比試驗的兩組數據（參比數據及儀器記錄數據）之間的關系匹配模式一般采用多次回歸的方式達到。一般采用二次回歸即可達到環保排放要求的標準。所以對于高濃度下的測量需要一個二次以上的回歸匹配模式。對于數據的回歸可首先將回歸數據做成兩行然后按照以下操作步驟采用EXCEL直接進行：
1、點擊圖表向導
2、選擇散點圖，點擊‘下一步’
3、選中要回歸的兩行數據 ，點擊‘下一步’
4、點擊‘完成’
5、光標移到圖中的數據點上，單擊選中數據系列后點擊右鍵
6、在談出的菜單上選擇‘添加趨勢線
7、選擇‘多項式回歸‘，階數選擇2
8、在‘選項’一頁中點勾‘顯示公式‘及’顯示相關系數‘
9、確定完成
一般(ban)煙塵儀4-20mA的(de)輸出通(tong)過(guo)采(cai)集或軟(ruan)件(jian)(jian)已經(jing)作了(le)(le)變(bian)(bian)換。電流(liu)變(bian)(bian)成了(le)(le)電壓V，電壓通(tong)過(guo)C=KV轉換成了(le)(le)濃度值 ，如(ru)果將系數(shu)K設為(wei)1，則軟(ruan)件(jian)(jian)記錄的(de)值為(wei)原始(shi)的(de)信號電壓。將電壓及等動取樣的(de)結(jie)果做回歸(gui)即可(ke)(ke)得到響應的(de)系數(shu)二(er)次回歸(gui)的(de)結(jie)果一般(ban)為(wei) C=K0+KV-K1*V*V。如(ru)此回歸(gui)后可(ke)(ke)能存在很小的(de)常數(shu)項，一般(ban)情況下可(ke)(ke)以忽略。圖10給出了(le)(le)同一組數(shu)據采(cai)用(yong)線(xian)性回歸(gui)和二(er)次回歸(gui)后的(de)相關關系。
| 系統顯示濃度 | 50.75 | 415.45 | 619.5 | 700 | 500.5 | 924 | 798 | 1172.5 | 647.588 |
| 電壓/電流 | 0.3625 | 2.9675 | 4.425 | 5 | 3.575 | 6.6 | 5.7 | 8.375 | 4.62563 |
| 等動取樣的結果 | 67.2 | 548 | 636 | 824 | 528 | 928 | 755.6 | 992 | 659.85 |
參比試驗的數據(ju)處理(li)
一般用(yong)戶在(zai)儀器(qi)選(xuan)型時(shi)(shi)除(chu)(chu)了(le)對(dui)各(ge)個參(can)數指標考察的(de)(de)(de)(de)(de)較(jiao)為詳(xiang)細外，總要(yao)問(wen)一個問(wen)題(ti)：煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)含水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量會否干擾(rao)(rao)儀器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)(ce)(ce)量結果(guo)(guo)。實際上(shang)(shang)(shang)，煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)含水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)并(bing)不(bu)(bu)一定影響測(ce)(ce)(ce)量結果(guo)(guo)，要(yao)看水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)積聚狀態。換言之，對(dui)于(yu)(yu)氣(qi)(qi)態的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)，對(dui)于(yu)(yu)顆粒物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)(ce)(ce)量的(de)(de)(de)(de)(de)干擾(rao)(rao)可以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)忽略不(bu)(bu)計。但以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)霧(wu)(wu)(wu)滴形(xing)式存(cun)在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)則對(dui)顆粒物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)(ce)(ce)量形(xing)成極大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)困擾(rao)(rao)。儀器(qi)無法剝離細小水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)滴造成的(de)(de)(de)(de)(de)散射及消光，因此(ci)(ci)也(ye)就無法準(zhun)確地消除(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)霧(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)干擾(rao)(rao)。在(zai)現場常(chang)遇(yu)到(dao)以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)下幾(ji)種(zhong)情景：1）煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)在(zai)100℃以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)上(shang)(shang)(shang)，這時(shi)(shi)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)氣(qi)(qi)態形(xing)式存(cun)在(zai)，不(bu)(bu)會對(dui)測(ce)(ce)(ce)量結果(guo)(guo)造成干擾(rao)(rao)，這里指的(de)(de)(de)(de)(de)100℃以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)上(shang)(shang)(shang)是(shi)指在(zai)采樣點(dian)或(huo)測(ce)(ce)(ce)量區(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)，盡管有時(shi)(shi)特別是(shi)在(zai)北方的(de)(de)(de)(de)(de)冬天煙(yan)(yan)(yan)囪出口處(chu)排放的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)白(bai)色煙(yan)(yan)(yan)霧(wu)(wu)(wu)（意(yi)味著環(huan)境溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)在(zai)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)露(lu)點(dian)以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)下，煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)結成了(le)微小的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)滴），只要(yao)在(zai)測(ce)(ce)(ce)量區(qu)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)在(zai)露(lu)點(dian)以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)上(shang)(shang)(shang)即可（一般為100℃以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)上(shang)(shang)(shang)），絕大(da)(da)(da)多數電廠的(de)(de)(de)(de)(de)排煙(yan)(yan)(yan)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)在(zai)100℃到(dao)200℃之間，因此(ci)(ci)絕大(da)(da)(da)多數電廠的(de)(de)(de)(de)(de)排煙(yan)(yan)(yan)情況(kuang)即是(shi)如此(ci)(ci)；2）煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)在(zai)100℃以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)下，這時(shi)(shi)測(ce)(ce)(ce)量區(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)一般低于(yu)(yu)露(lu)點(dian)，煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)霧(wu)(wu)(wu)滴狀的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)式存(cun)在(zai)。在(zai)石化(hua)(hua)行業中(zhong)(zhong)可以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)遇(yu)到(dao)這種(zhong)情景，采用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)幕除(chu)(chu)塵的(de)(de)(de)(de)(de)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)也(ye)大(da)(da)(da)都是(shi)這種(zhong)情況(kuang)。這種(zhong)情況(kuang)下，如果(guo)(guo)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)含水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量變化(hua)(hua)不(bu)(bu)大(da)(da)(da)，煙(yan)(yan)(yan)道采取了(le)較(jiao)好的(de)(de)(de)(de)(de)保溫(wen)(wen)(wen)措施(shi)，煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)霧(wu)(wu)(wu)滴狀的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)份變化(hua)(hua)不(bu)(bu)大(da)(da)(da)，通過(guo)參(can)比(bi)試驗可以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)消掉煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)滴的(de)(de)(de)(de)(de)干擾(rao)(rao)。如果(guo)(guo)煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)含水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量變化(hua)(hua)較(jiao)大(da)(da)(da)、煙(yan)(yan)(yan)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)霧(wu)(wu)(wu)滴變化(hua)(hua)較(jiao)大(da)(da)(da)，則測(ce)(ce)(ce)量結果(guo)(guo)就會受到(dao)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)干擾(rao)(rao)，能否使(shi)用(yong)取決于(yu)(yu)參(can)比(bi)試驗的(de)(de)(de)(de)(de)相關(guan)性。
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