HTI高温近红外发射特性测试系统操作说明书.docx
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HTI高温近红外发射特性测试系统操作说明书
HT&NIR-I
高温近红外发射特性测试系统
操作说明书
硬件部分
一、系统工作原理
高温近红外发射特性测试系统,以下简称高温设备。
系统主要由近红外光谱仪、氢氧发生机、精密步进导轨、点火装置、冷却系统、测温系统、监控及报警系统、控制系统等八大部分组成。
光谱仪可以测试样品在加热情况下的近红外光谱发射特性。
氢氧发生机利用电解水的原理,产生适合燃烧比例的氢气和氧气。
比用钢瓶的氢气和氧气,省去了混合气体的步骤。
同时,安全性方面具有不可比拟的优势。
精密步进导轨主要用于精确控制火焰、样品与测温仪、光谱仪之间的相对位置。
点火装置实现了电子脉冲打火,保证了点火的安全性。
冷却系统主要用于保护激光测温探头。
避免在样品被烧穿时,细长的氢氧焰烧坏测温探头。
测温系统主要分为3部分,检测冷却水温度、热电偶检测低温、激光红外测温仪检测高温部分。
监控和报警系统,主要监控系统的工作状态,当有故障时,及时给出报警,必要时关闭控制系统,保护硬件设备。
控制系统实现了上面各部分的衔接与调度,保证系统有序工作。
二、系统组件
2-1电气控制
电气控制界面
名称
属性
功能
OFF
红色按钮
指示系统是否有电;当系统处于开启状态时,按下后关闭系统
ON
绿色按钮
指示系统是否开启;
当系统处于关闭状态时,按下后打开系统。
点火
蓝色按钮
打开脉冲点火开关。
测温定位
蓝色按钮
打开激光定位开关。
2-2氢氧发生机
氢氧发生机电源开关氢氧发生机控制界面
氢氧发生机利用电解水的原理,产生适合燃烧比例的氢气和氧气。
内部所加溶液主要为KOH或者NaOH,增加溶液电导率。
利用电解水产生氢气和氧气比直接用钢瓶,在安全性方面具有不可比拟的优势。
如上左图为整机电源开关,右图为前面板控制界面。
界面共2个按钮:
ON、OFF。
打开氢氧发生器电源开关后,按下ON,数码管显示当前的工作电流,电流越大,产生氢气的速率越快。
正常情况下在230-250A。
点击OFF,机器关闭,停止电解。
控制界面右边为气压表和降温钢瓶。
整机的持续工作受电解槽内气压控制,当系统处于打开后,开始电解水,电解槽内气压不断上升,直到气压达到上限后,停止工作;当气压降到下限以下,重新启动电解。
降温钢瓶里面可装自来水。
当氢气阻火器失效后,迅速冷却降温,起到第二道保险的作用。
靠边沿为电解槽内水位高度,正常水位在50-80%之间,水是电解反应的原料,当水不足时,要及时加水。
(更详细的维护操作,详见氢氧发生器操作说明书)
2-3燃气控制
流量调节
名称
属性
功能
外置气路
玻璃转子流量计
调节外部钢瓶燃气的流量。
内置气路
玻璃转子流量计
调节内部氢氧机产生的气体流量。
使用前需定期检查流量计的气密性。
右旋为减小流量,反之,为增大流量。
点火前,先将流量调至100-150L/h,再打开点火开关。
当气体流量太小,氢氧焰的回火温度极高,很容易灼烧喷嘴。
电解水产生的氢气和氧气混合气体,难免带有水分,长期使用后,流量计会累计少许液体,影响流量计精度,需要定期拆开清洗流量计。
2-4电子点火装置
电子点火装置,类似于燃气灶的点火机制。
利用升压变压器产生高压放电,比直接用明火点燃混合气体更安全可靠。
电子点火,利用的是高压放电,放电间距就是很关键的因素。
出厂设备已经点火针与喷嘴的相对位置已经调好。
若后期有更换喷嘴,需保证点火针略低于喷嘴5mm,处于前方2mm左右。
装好以后,需检查步进导轨前后移动的极限位置,是否会与点火针和喷嘴相干涉。
2-5精密步进导轨
限位光电门
精密步进导轨,用于调节火焰与样品、测温仪(光谱仪光纤)的相对位置,共7个电机,火焰喷嘴固定于中间一条长导轨,剩余的6个电机分为2组,可对样品、测温仪(光谱仪光纤)的上下、左右、前后做3轴独立控制。
整机上电后,系统将硬件复位,步进导轨的复位即朝着电机所在方向,回归光电门限定的初始位置。
在使用过程中,严禁移动或者掩盖光电门,否则将造成不可逆的硬件破坏。
对于多次使用后的累计误差,或者通讯故障等原因造成的电机位置不准,可通过重新上电后的硬件复位来校准。
2-6红外激光测温仪
非接触式光纤传感测温仪是完全的同轴激光瞄准,光纤分体的设计增强了抗电磁干扰能力,并且能够满足更高温度环境的使用测量温度范围的宽泛使应用的领域更广,性价比高,使用更加方便,大距离系数使测量精度和稳定性进一步提高。
测温前,需先校准测温光纤且相对位置。
点击测温定位按钮,光纤发出一束红外激光,调节样品与测温探头的步进导轨,确保激光对焦的斑点能聚焦,且处于将加热部分的中部。
调整步进导轨的过程中,需逐步调整,避免弯折光纤探头。
校准完毕,需固定样品、测温光纤。
2-7近红外光谱仪
NIRQuest系列光纤光谱仪采用高性能的光学平台,具有高分辨率、较低的电子噪声和多个光栅的选择,与同类产品比较,具有体积小,价格合理等特点。
使用前请确保已经正确安装相关驱动和软件,且电源线和数据线连接正确。
当加热样品达到一定温度后,左旋测温探头的手柄,移开测温探头,此时,光谱仪的光纤可以检测到一些光谱数据,调节电机的远近,可以调节光谱的强度。
调整步进导轨的过程中,需逐步调整,尤其在前后方向调整时,需人工辅助,略微托起光纤,避免弯折光纤。
(详细操作请参见近红外光谱仪操作说明书)
三、系统操作规程
3-1开机检查工作
1).检查水箱中的水量是否足够且是否有沉淀物;
2).检查开关按钮是否都已复位;
3).检查流量计和点火流量旋钮处于关闭状态;
4).检查步进导轨上是否有杂物;
5).检查步进各模块的插头是否有松动、脱落现象;
3-2紧急情况处理
氢氧焰的使用,安全问题必须得以重视。
若在实验过程中,出现硬件故障,可直接按下急停按钮“OFF”,整个系统停电;再次上电前,需确保之前的故障已经解除,不能确定的,请联系厂家技术人员解决。
若出现回火、漏气现象等,需立即关掉流量计、再按下氢氧发生机“OFF”。
3-3开机操作
1)插上电源插头,打开空气开关,此时电源指示灯亮(右)。
打开总开关(左)。
总电源开关属于触发型,停电后需重新开启;其他开关则属于自锁型,停电后需手动关掉,避免上电瞬间造成设备损坏。
按下ON按钮后,控制器对各模块做自检。
电机开始硬件复位,回归到电机所在一侧的初始位置。
若无异常,报警灯响3声,依次亮红、黄、绿三色灯。
2)打开氢氧发生机;
3)关闭玻璃转子流量计,依次检查流量计、管路是否漏气;
4)将样品调节至远离火焰喷嘴200mm以上;
5)调大喷嘴流量,调大玻璃转子流量计的流量至100L/H以上;流量太小,容易出现爆鸣声;
6)按下点火开关,确认点火装置正常后关闭火焰;
7)调整步进导轨,确保测温探头的激光斑点对准加热部位的中心;
8)按需求调节火焰大小、样品与喷嘴间距;
9)温度达到预设值后,移开测温探头;
10)打开光谱仪软件,调节步进导轨至光谱在合适的强度范围内,距离样品太近,容易导致光纤饱和。
11)处理光谱数据。
12)样品处于高温状态,骤冷骤热变化将导致样品破裂,关机前需逐步调大火焰与样品的间距,逐步冷却;
13)光谱仪光纤在复位的过程中,需要手动辅助,略微托起,避免弯折;
14)样品冷却到安全温度范围后,关闭流量计(直到关闭火焰)。
关闭氢氧发生机,待几分钟后,逐步排放或者点燃氢氧发生机内剩余气体(避免泄露导致危险)。
15)关闭光谱仪软件;
16)关闭控制系统界面,听到控制器响3声后,确认步进导轨均回到初始位置;
17)关闭系统电源。
软件安装
1.1运行环境
1.1.1硬件运行环境
CPU:
P42G以上
内存:
256M以上
显卡:
推荐分辨率设置1440×900
通信接口:
USB2.0
1.1.2软件运行环境
操作系统:
WindowsXP\Windows7.0
1.2软件安装
控制系统软件安装包共包含2个文件夹:
安装程序和应用程序。
安装程序文件夹包含系统所需的各种组件等;应用程序文件夹主要包含界面程序。
图1安装程序内部文件列表图2应用程序内部文件列表
1.2.1安装系统组件
安装过程中建议:
1、主机能正常访问Internet,对缺少或者不匹配的系统组件,及时下载更新。
2、关闭杀毒软件和防火墙。
1.2.2启动安装程序
双击
文件,出现如图1-1所示安装界面。
选择安装目录以后,点击
;点击
退出安装。
图1-1选择软件安装目录
1.2.3核对安装信息
图1-2核对信息
核对软件信息,点击
;点击
退出安装。
1.2.4安装完成
图1-4安装完成
点击
,完成系统插件安装,安装界面将自动退出。
1.2.5打开应用软件
1)双击
文件,启动应用软件。
图1-5监控软件安装界面
进入欢迎页面后,界面有一个串口选择列表框和启动按钮。
2)查找串口号
图1-6选择安装路径
如图所示,右键点击计算机---管理---设备管理器---端口(COM和LPT);
当有多个串口时,必须要确认系统锁对应的串口。
3)确认开机
选择串口以后,按下
,弹出如下图所示界面。
若听到控制器响3声,则表示开机成功,否则可能通讯线断开或者通讯出错,请检查线路正常且端口正确以后重试。
图1-7确认安装
4)开机成功
图1-8开机成功
如图所示,为开机成功的界面。
温度检测栏,显示的循环水温度、样品的热电偶温度(低温)、样品温度(高温)。
水泵检测栏由红色转为绿色。
1.3软件卸载
点击“开始”→“控制面板”→“程序”→“卸载程序”→双击“Control”和“NI软件”。
卸载控制界面程序
卸载系统组件
软件操作
2.0软件控制初始条件
1、系统已经上电,且系统开关已打开;
2、将USB线连接至监控计算机。
2.1界面操作
操作部分,主要是样品电机和光谱仪电机,如图2-1所示:
图2-1样品电机控制界面
上电后,硬件复位,可排除一些硬件累计误差;
打开或关闭软件后,软件复位,可排除上次软件操作造成的累计误差;
电机共3轴可控,上下行程0-20mm,左右行程0-30mm,前后行程0-350mm。
对于预设的位置,可直接点击模拟行程上的刻度,或者拖动滚动条后再点击。
若控制器接受到指令,会发出“滴”的短声;若未听到,则可能通讯出错,需再次点击滚动条。
软件关闭后,可能电机处于复位的过程中,请勿马上断电,待控制器发出3声“滴”确认后,再关闭系统电源。
(近红外光谱仪软件安装步骤,请参照官方操作说明。
)
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2014-11-7
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