W-3、W-4微水说明书

成都倍诚分析技术开发公司 1 一、 仪表特点 工艺气体中微量水分含量直接关系到生产的安全、稳定，关系到产品质量 和企业效益。过去常用经典的卡尔菲休法、露点法、重量法等实验室方法进行测定，不及时，又费劲。采用电解法、电容法、石英晶体振荡式在线检测仪表，解决了在线分析问题。但后两种进口的仪表价格昂贵，推广应用有困难。开发出的新一代、具特殊结构的W-3、W-4 系列智能型微量水分仪和露点仪，适用范围广，大量程，高精度，功能完备，价格低廉，其特点如下： 1、适用范围广 仪表采用电解法测定工艺气体中微量水含量，适用于测定空气、H2、O2、Ar、He、CO、CO2、芳烃等气体中的水分。用于石油化工、有机合成、化肥、电子工业、空分装置，气体精制、热处理、电力系统、医药工业等生产部门，也适用于CI2、HCI、SO2等强腐蚀性气体中的水分检测。凡不破坏P2O5涂层，不在电解池电极上发生聚合、缩合，不参与化学反应的各类气体均可适用。 2、信息处理功能强 采用美国ATMEL公司的CPU及其外围芯片系统进行控制和信息处理。仪表具有三种浓度显示和输出方式（PPm、mg/m3、露点），按键切换，以适用于不同浓度显示方式。仪表输出标准信号，本底信号可以自动扣除，可配标准工业接口，信号可直接接入DCS，或记录器连续记录。完成对样气或工艺气体中经样气预处理系统后的微量水检测或控制。 3、检测精度高 由于电解池死体积小，结构紧凑，本底电流小，响应速度快，能充分满足一般工业装置或实验室的使用要求。仪表可设置高精度压力调节阀，用于高、中压力样气，并克服输入样气压力波动造成的测量误差。仪表也可满足特殊测量的要求，可配铑池，测定H2、O2气体中微量水、完全消除“氢效应”“氧效应”或二次电解效应的影响。 4、配置各类样气预处理系统 仪表在工业生产使用中，根据不同的生产装置，工业样气物相、状态、参数、杂质含量差异大，因此各类不同工业样气需要配置不相同的各类样气预处理系统，通过样气预处理系统即可完成对复杂工艺样气中水分的测定。 5、防爆现场微量水分检测 通过防爆方式连接可用于天然气化工、石油化工、炼油、变压吸附等含有可燃气体中微量水分的测定。 6、不需零点校正和量程校准 电解法测定工艺气体中微量水分是一种绝对测定方法。由于仪表本底信号很小，除测定H2、O2中微量水分外一般都不需要对仪器零点和量程校准。

二、 测量原理 一定流速的样气，流经特殊结构电解池中，样气中的水分被涂布在电解池 内部表面上的P2O5膜吸收，生成焦磷酸，在电解作用下，焦磷酸被电解还原成P2O5，电解产生的H2、O2随样气排放出系统，反应过程如下：

P2O5＋H2O2HPO3 （1） 成都倍诚分析技术开发公司 2 2HPO3  H2 ＋1/2O2＋P2O5 （2） （1）＋（2）式得 H2O H2 ＋1/2O2

电解电流的大小表示样气中水含量的多少。根据法拉第电解定律，电解一克

当量的物质，需96500库仑的电量。在20℃，一大气压下，每分钟100毫升的样气流量进入电解池，1ppm的水含量需电解电流134μA。测得电解电流的大小，即可知样气中水含量的多少。

三、 主要技术指标 1、浓度显示：四位显示，ppm、mg/m3，露点三种浓度方式，按键切换。 2、测量输出范围： 0~2000 ppm或-80~ -13℃或04~1450mg/m3四位数显测量输出范围。 对应4~20 mA输出量程有：0~20 ppm 、0~200 ppm 、0~2000 ppm 特殊量程用户在定货时需指定。 用于SF6测定微量水用户需指定。 mg/m3、露点也对应有相应测量输出范围， 对应4~20 mA输出量程用户自选。 3、基本误差：≤5% 4、响应时间：＜3分钟 5、输出功能：4~20 mA/0~5VDC（W-4无输出功能，若需要用户需指定） 6、零位校准：自动校准 7、通讯功能：RS232或RS422或RS485标准接口（需用户指定） 8、报警功能：需用户专门指定 9、输入样气压力：＜01MPa（＞01MPa需用户指定） 10、 样气流速100mL/min 11、环境温度：－10 ~ +40 ℃ 12、电源：220±10%V AC 50±1Hz 13、仪表体积： W-3：1/2“19“进口机箱133×235×258（H×W×D） W-4：进口机箱178×320×300（H×W×D） 14、重量：约10Kg

四、 仪表结构 仪表结构紧凑，由三部分组成：电解池、气路控制系统、电路单元 1、电解池 根据测量对象需要，仪器配置有两种结构电解池 （1）外绕式电解池 电解池采用平行外绕式结构，衬底为聚四氟乙稀。外壳支撑用不锈钢，密封性能好、涂磷再生方便、抗腐蚀能力强、不怕摔打、拆卸方便、死体积小，响应时间快、检测灵敏高。 （2）内绕式电解池

电解 成都倍诚分析技术开发公司 3 电解池采用平行内绕式，外衬玻璃，响应时间快、检测灵敏高。 2、气路控制系统 （1）W-3型气路控制系统图1示意出 （2）W-4型气路控制系统示意图同W-3型 W-3、W-4智能型微量水分仪/露点仪，样气经带粉末冶金烧结过滤片的穿板接头过滤后，样气直接进入电解池，经针形阀调节流量，再经转子流量计后，通过穿板接头样气直接放空。样气流量在转子流量计玻璃刻度上直接读出。 3、电路单元 电路单元包括W-3、W-4供电单元和对应型号仪表的计算机单元。 （1）原理 本仪器采用美国最新的CPU单元和相应的外围器件，12M时钟（具有“看门狗”功能）能保证连续干扰和恶劣环境下的正常工作，仪表面板上相应有ppm、，mg/m3,露点量程按键用来改变三种不同浓度的显示方式。 （2）W-3、W-4智能型微量水分仪/露点仪开关电源、计算机单元及和外围连接由图2示意出。图3为W-3前面板开孔尺寸，前后面板示意图。 （3）面板上四位数显值为实际测量值 分别以ppm、露点、mg/m3,选择方式显示。测量输出信号4~20 mA送至DCS或记录器记录。为提高DCS或记录器测量精度，用户需准确确定4~20 mA输出量程范围，对低量程记录尤为重要。 （4）校准：由于电解电流严格对应样气中水含量，因此仪器不用标准气校准。

五、 仪表投运 1、安装及环境要求 仪表安装环境震动不宜过大。仪表使用场地需尽量靠近取样点或样气预处理系统，以便减小分析滞后时间。取样管线最好选用不锈钢管，不得使用塑料管、橡皮管、乳胶管、薄壁聚四氟乙稀管，因为这些管渗透水分，造成测量误差。 接地线 4欧姆，单点接地 2、投运前的准备 （1）仪表投运前需仔细检查气路系统是否泄漏，特别是可燃性气体、腐蚀 性气体更要严格检查。检查电路接线是否有异，检查电源电压是否符合要求，检查接地是否良好。 （2）流量检查，穿板接头的样气放空出口接皂膜流量计，W-3、W-4， 调节针型阀，使出口流量为100ml/min,，通过皂膜流量计校准的流速，若转子流量计浮子指示刻度不在100ml/min位置，则应通过针型阀将样气流速调节至皂膜流量计校准的位置。 （3）干燥电解池 待投运或放置一段时间后的仪表，在投运前都需用辅助干燥气源或水含量很低样气本身干燥电解池。由于水分是一种极性很强的组分，样气流经饱和吸附在不锈钢管道、阀件及部件上的水分子需要很长时间、用干燥气体才能将水分逐渐脱附、这决定了对微量水分较准确的测量需要较长的平衡时间。一般吹扫时间需1~3天，甚至更长时间。视气源水含量而定。 对于低量程测量，应用高纯气吹扫管道，直至达到电解池本底信号。若要求精确测量，示值应减去电解池本底值。 成都倍诚分析技术开发公司 4 电解池一旦干燥好后就能实现较快速的测量。 （4）W-3、W-4型，因无旁路设定，分析滞后时间要求短时，样气在进入仪表前，用户应增设旁路排放。 3、仪表投运 （1）上盘仪表通过4~20 mA专用插头和电缆，将信号接入DCS或记录器上。； （2）仪表送电 电解池需经过充分干燥后，仪器送电经20~30秒后，数显值指示稳定。 （3）W-3、W-4型，仪器送电后，数显值最大，经过一般时间后，数值逐渐下降至要求值。 若要求主测量值为ppm，则显示值为ppm值。若要求露点或mg/m3值，按露点键或mg/m3键，对应数值显示5秒钟后，示值又恢复到ppm数值。 主测量值为露点或重量浓度，若要显示ppm时，按ppm键方法同上。 （4）DCS或记录器示值检查，检查三种浓度显示或记录的量程范围示值是否与用户指定的量程范围一致。量程通过计算机软件确定。若用户临时需要修改时，需要将其CPU芯片寄回公司修改。

六、 仪表停运 1、短期停运 干燥惰性气体或干燥样气以5~20 ml/min,流量继续停电运行。保证样气出口为微正压，防止大气中潮湿气体进入仪器管路中。 2、长期停机 在通电情况下将样气出口、旁路出口、样气入口用堵头堵死，然后决切断电 源。

七、日常维护和检修 1、日常维护，仪器投运后基本无维护量。每天需观察和调整通过电解池的流量为100 ml/min。 2、电解池性能判断及使用周期 仪器核心部件是电解池。电解池连续使用寿命约3~6个月，间隙使用寿命约一年。电解池通过清洗、涂磷再生后可继续循环使用。电解池使用寿命长短和使用中环境温度高低、样气中水分含量多少，样气清洁程度和对仪器使用等有关。若仪器在使用中发现数显值变化不大，反应不灵敏或数值逐渐减小，甚至趋势至零时，在排除电解池以外各种故障后需对电解池性能进行判断。 在断开电解池电源接线后，用数字万用表的200K电阻挡测定电极电阻值。 （1）电解池充放电速度快，电解池是好的 （2）电解池充放电缓慢，但阻值尚能慢速变化，电解池需重新涂磷。 （3）电解池充放电缓慢，阻值基本不变，电解池可能被污染需进行清洗。 （4）电解池极间阻值为零，电解池极间短路或严重污染造成，若无法排除故障 电解池需更换。 3、电解池涂磷 （1）外绕式电解池涂磷 电极清洗