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ABB AO2000-LS25 Laser analyzers使用说明
时间: 2025-10-30浏览次数：
ABB AO2000-LS25 Laser analyzers使用说明
ABB AO2000-LS25 Laser analyzers使用说明
产品概述
核心定位：ABB AO2000-LS25 是一款模块化激光气体分析仪，需配合 AO2000 集成分析系统运行，基于可调谐二极管激光吸收光谱（TDLAS）技术实现气体浓度测量，仅检测气体中游离分子，对结合态分子不敏感。
组成结构：
单元名称 核心组件 功能作用
发射器单元 温度稳定型二极管激光、准直光学透镜组、主电子设备 发射激光，完成激光波长扫描与基础光强测量
接收器单元 聚焦透镜、光电探测器、接收端电子设备 接收经气体吸收后的激光，将光信号转化为电信号并传输至发射器单元
电源单元 电压转换模块（100-240V AC 转 24V DC） 为发射器和接收器提供稳定供电，支持直接接入 24V DC
防护与防爆：
常规防护：发射器和接收器单元防护等级为IP66，标准光学窗口耐压达5 bar（绝压）。
防爆版本：
Class I Division 2 版本：CSA 认证，适用于 Groups A、B、C、D 环境，温度代码 T4，工作温度 - 20~+55℃。
ATEX Zone 2 版本：ATEX 认证，认证号 Presafe 16 ATEX 8621X，II 3 G Ex nA nC IIC T5（特殊应用 T4），工作温度 - 20~+55℃。
关键技术参数
参数类别 具体指标 说明
测量对象 CO、CO₂、H₂O、NO、NO₂、SO₂、O₂、CH₄等 支持多组分选择，最多可同时测量 2 种成分
测量精度 ±1% 满量程 基于 TDLAS 技术与谐波分析实现高精度测量
响应速度 ＜1 秒 可快速追踪气体浓度动态变化
运行环境 温度：-20~+50℃；压力：1~10 bar abs 适应工业复杂工况
激光分类 O₂测量为 Class 1M，其他为 Class 1 符合 IEC 60825-1 标准，激光为近红外光（700-2400nm）
供电规格 输入：110V-380V AC；输出：24V DC 电源单元输出 24V DC，发射器单元输入 18-36V DC
物理特性 重量 3.6kg，质保期 1 年 轻量化设计，售后保障明确
安装与调试流程
前期准备
工具需求：2 把 M16 开口扳手、1 把 5mm 内六角扳手、1 把 2.5mm 一字螺丝刀、1 台 PC（386 及以上）。
测量点要求：测量点前需至少5 倍管径的直管段，后需至少2 倍管径的直管段；发射器和接收器单元需预留操作空间，接收器单元法兰外侧至少预留1m空间。
法兰与开孔：需在管道 / 烟囱上开设 2 个直径至少50mm的对穿孔，采用 DN50/PN10 标准法兰（内径 50mm，外径 165mm），法兰角度公差 ±1.5°，对齐公差需满足 DN50 法兰 δmin≥40mm、DN80 法兰 δmin≥55mm。
电缆要求：
电缆类型 最大长度 特殊要求
接收器电缆 150m 不可随意更换或修改长度（±20m 内）
电源电缆 100m 需确保 3 组电源线均连接以保证电流均匀
以太网电缆 100m 户外使用需耐酸、抗 UV，支持 10/100Base-T 协议
服务 PC 电缆 10m 标准长度 3m，可延长至约 10m
安装步骤
将发射器 / 接收器的对准与吹扫单元（DN50 法兰）用 4 个 M16×60 螺栓安装到工艺法兰上，确保 O 型圈均匀压缩。
连接吹扫气体（仪表空气或氮气），法兰吹扫流量约20-50 l/min，发射器 / 接收器单元吹扫流量需＜0.5 l/min。
安装窗口适配环（需对准定位销），并将发射器 / 接收器单元与适配环连接，注意安装 O 型圈（发射器侧 O 型圈需润滑，适配环侧 O 型圈不润滑）。
连接各单元电缆：接收器电缆连接发射器与接收器，电源电缆连接电源单元与发射器，若需外部 4-20mA 温压传感器，可接入电源单元或发射器的对应端子。
调试与对准
启动流程：接通电源后，仪器进入启动模式（约 5 分钟），LCD 显示固件版本、自检状态及激光温度稳定进度，启动完成后若显示 “Laser line-up error” 需进行对准。
对准操作：
拆卸发射器 / 接收器的适配环，安装红色激光校准夹具。
调整发射器侧法兰的 M16 调节螺钉，将激光束对准接收器侧开孔中心，锁定锁紧螺钉。
将校准夹具移至接收器侧，重复步骤 2 对准发射器侧开孔中心。
用电压表连接发射器 / 接收器的对准接口（电压范围 0V~-3V），微调法兰使电压最大化，确保传输率在 90%-100%（低粉尘工况）。
软件操作与参数配置
软件组成
内置程序：集成于 CPU 板，负责激光温度控制、信号采集、浓度计算及自检，无需用户操作。
服务程序：Windows 系统运行，通过 RS-232 或以太网连接仪器，用于安装配置、校准、故障排查，支持用户模式（简化界面）和高级模式（全功能，需密码）。
核心功能操作
参数配置（通过 “Measurement configuration” 菜单）：
温压设置：可选择固定值、4-20mA 输入、内部传感器或光谱测量（仅温度），压力单位为 bar abs（ gauge 压力需转换：P (abs)=1.013+P (gauge)），温度单位为℃（华氏度转换：T (℃)=(T (℉)-32)/1.8）。
光学路径：设置 “光学路径长度（气体）”（通常为管道直径）、“光学路径长度（法兰）”（仅当法兰内有目标气体时需设置），工厂预设 “光学路径长度（发射器 / 接收器内部）” 不可随意修改。
浓度平均：设置平均次数（N），平均时间 T_avg=N×T_prim（T_prim 为单次测量时间，1-4 秒，依气体类型而定）。
校准操作（通过 “Calibrate instrument” 菜单）：
校准模式 适用场景 操作要求
PROPORTIONAL 日常校准、工艺气体校准 无需控制温压，仅调整校准常数，可单独校准单种气体，支持自动校准关联气体
GLOBAL 激光参数漂移、更换核心部件后 需稳定温压环境（推荐 1.013bar、23℃），使用标准气体和测试池，需密码授权
推荐校准气体浓度：HF（50-500ppm，PTFE 池）、HCl（15-200ppm）、CO（0.5-5% vol 或 50-500ppm）、NO（500-5000ppm）等。
数据日志与故障查看：
日志功能：通过 “Log readings” 菜单设置采样间隔（最小 2 秒），记录浓度、传输率、温压等参数，支持按日期自动生成新文件。
故障查看：“View error log” 菜单显示故障 / 警告信息（含激活 / 解除时间），可保存故障日志和系统日志用于诊断，常见故障如 “Low transmission”（清洁窗口）、“Laser line-up error”（重新对准）。
维护与故障排查
日常维护
定期检查：每日检查传输率，每 3 个月用标准气体测试响应（至少持续 10 分钟），每 3-12 个月进行校准。
窗口清洁：当传输率过低时，用非研磨性清洁剂 / 溶剂清洁光学窗口，若窗口有裂纹需更换（注意保持原有角度）。
吹扫优化：法兰吹扫流量可按 “吹扫流速 = 1/10 工艺气体流速” 调整，通过关闭吹扫 30-60 秒观察浓度变化验证吹扫效果。
常见故障及解决措施
故障信息 原因分析 解决措施
Low transmission（警告） 光学窗口污染、发射器 / 接收器对准偏差 清洁光学窗口，重新进行激光对准
Laser line-up error（错误） 激光束未到达探测器、光路遮挡 检查光路是否有障碍物，清洁窗口并重新对准
PLC T-read error（错误） 温度传感器电流超范围（＜0.3mA 或＞23.7mA） 检查传感器接线，或切换为固定温度设置
Low laser temp.（错误） 激光温度调节故障，激光过冷 检查发射器散热，若未过热则可能为硬件故障，联系售后
EEPROM error（错误） 内部存储器故障 上传备份的设置文件，若重复出现联系售后
关键问题
问题 1：ABB AO2000-LS25 激光分析仪的两种校准模式（PROPORTIONAL 和 GLOBAL）有何核心区别，分别适用于哪些场景？
答案：两种校准模式的核心区别体现在校准对象、操作要求和适用场景上：
校准对象：PROPORTIONAL 模式仅调整 “校准常数”，基于测量浓度与标准浓度的比例关系优化；GLOBAL 模式同时调整 “校准常数” 和 “线宽参数”，需结合吸收线宽的参考测量。
操作要求：PROPORTIONAL 模式无需控制温压环境，无需密码，可在工艺现场直接进行，支持单独校准单种气体或自动校准关联气体；GLOBAL 模式需稳定的温压条件（推荐 1.013bar、23℃），使用标准气体和测试池，需高级模式密码（向 ABB 或经销商申请），操作难度更高。
适用场景：PROPORTIONAL 模式适用于日常校准、工艺气体浓度偏差较小时（如偏差＜2-3%）的调整；GLOBAL 模式适用于激光光谱特性漂移（如长期使用后）、更换激光模块 / 主板等核心部件后，或需确保宽温压范围内校准有效性的场景。
问题 2：在安装 ABB AO2000-LS25 激光分析仪时，法兰安装和吹扫系统设置有哪些关键要求，若未满足可能导致什么问题？
答案：
法兰安装关键要求：
法兰规格：需使用 DN50/PN10 标准法兰（内径 50mm，外径 165mm），管道 / 烟囱开孔直径至少 50mm，法兰需对穿孔安装（直径方向）。
公差要求：法兰与管道的垂直度公差为 ±1.5°，对齐公差需满足 DN50 法兰 δmin≥40mm、DN80 法兰 δmin≥55mm（δ 为法兰中心平行线间距）。
密封要求：安装时需确保法兰与对准单元间的大 O 型圈均匀压缩，4 个 M16 螺栓需均匀拧紧。
未满足后果：垂直度或对齐偏差超差会导致激光无法对准，出现 “Laser line-up error”；O 型圈密封不良会导致工艺气体泄漏，污染光学窗口或引发安全风险。
吹扫系统设置关键要求：
法兰吹扫：使用干燥清洁的仪表空气（符合 ISO 8573.1 Class 2-3，油雾含量≤0.5mg/m³）或氮气，流量约 20-50 l/min，流速推荐为工艺气体流速的 1/10。
发射器 / 接收器单元吹扫：仅在特定工况（如高粉尘、腐蚀性环境）需开启，使用氮气（避免仪表空气中的油 / 水损坏内部光学部件），流量＜0.5 l/min，防止单元内压力过高。
未满足后果：法兰吹扫流量不足会导致粉尘沉积在光学窗口，使传输率下降（出现 “Low transmission” 警告）；单元吹扫用空气或流量过高会损坏内部光学组件，影响测量精度甚至导致仪器故障。
