tm710水分仪4月16日

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1、部门制丝车间姓名杨建新 红外水份检测仪的结构性能和工作原理 培训课题 兼职培训师自我介绍 杨建新 2000年毕业于河北理工大学自动化专业 在制丝车间从事维修工作9年 曾经连续三年被评为工会积极分子 多次被评为 维修技术能手 在仪器仪表维修方面经验丰富 2008年被厂聘为兼职培训师 2010年通过烟草行业维修技师资格考试 序言 一 水分仪在制丝车间生产过程中起着非常重要的作用 水分影响着1 填充值2 造碎3 整丝率4 烟支重量5 烟丝储存6 空头 吸阻等等烟丝的物理特性 化学特性很多都与水分相关 序言 二 控制各个工序的烟丝水分是制丝车间不可推卸的责任三 NDC公司的TM710水分仪让我们的水分

2、控制上实现了质的飞跃 第一部分TM710水分仪原理 主要内容 二 TM710水分仪的结构组成 四 TM710水分仪自身特点 三 TM710水分仪组成结构 1 根据分子键 如OH与CH的分子键 吸收红外线能量2 TM710水分仪探头里装有一个石英卤素光源灯 产生红外线光束 其波长选择得正好与被测量的特定成分相适应 对于产品中的某种预测定的物质必须对几个特定已知波长的红外光强烈吸收 3 TM710水分仪被设计成可以精确的测量来自产品的反射光强度的变化 通过测定这个变化值来得到我们产品的水份值 一 TM710水分仪测试原理 光学原理 光线从预先被校准的石英卤素灯向下 到达离轴聚光镜 聚光镜把光通量提

3、高到最大值 光束再通过一个转速接近8000转 分旋转的滤光片转盘 通过滤光片的选通和转盘的旋转 光束被斩成一系列各种测试波长的红外光脉冲 光束随后到达分光器 使外光路的一小部分光线均匀地照射到分光器后面的光学系统上 成为内部参考光 TM710的优点是使用双探测器 保证更精确地跟踪内外光束的信息 确保仪器达到高精度和高稳定性 穿过分光器的光线被另外一个聚光镜反射并聚焦到辅探测器上 剩余的大部份光则由探头射出 照射在被测产品的表面上 产品吸收一部分后 有一部分漫反射光被一个24分格变焦距式聚光镜收集 聚光镜共分24瓣 设计成各瓣反射的红外信号都混合叠加到主探测器上 确保仪器在很宽的测试高度范围内保

4、持优良性能 光学原理 710 探头光路图 为什么使用近红外光 在这个波长范围内 近红外光的吸收符合检测并有明显的变化 许多物质反射近红外光 在线检测中漫反射是最频繁 也最明显的选择近红外光不会被玻璃吸收 710系列产品的独到之处 当物料高度在 100mm变化时 24格变焦聚光镜的采用 排除了物料高度变化对检测精度的影响经久耐用的无刷电机经老化处理的长寿命卤素灯泡镜头距物料250mm检测面积 60mm检测粒料时优势更明显 窗口污染监视 光学检测系统 单独的检测装置检测灰尘 粉尘 水珠等检测由于污染而造成的离散光尽早发现问题 提早预防 三 TM710水分仪组成结构 三 TM710水分仪组成结构 T

5、M710水分仪自身特点 TM710是一种可在内部进行所有测量计算的智能化仪器 TM710是一种基于网络化的系统 它适用于对产品在线监测和生产过程控制 可以使用少量的辅助元件 选用多种不同的配置方案 使系统完全满足用户的不同需求 操作方便 TM710具有操作简便的特性 无论何时 它都能方便地扩充更多的探头和外围设备 另外 更多的探头或是外围设备可通过简单的连接 就可以加入TM710网络 自动地成为系统组成部分 不需要网络专业知识就可以安装设备 使710系统投入使用 710系列可以配置成简单的单机系统 TM710水分仪自身特点 此单机系统也可以通过710网络接口和一台或多台仪器连接在一起 对于要求

6、把一个或多个探头完全集成到他们的过程控制器中的用户来说 710系统无论有没有操作界面 系统中的探头都可以直接联网 形成一个710网络 这个网络可以通过710数据总线和操作界面连接 也可以通过多种现场总线和计算机连接 实现集中管理 TM710水分仪自身特点 1 TM710探头2 探头输出站3 操作界面4 采样遥读表5 手持式界面 通常TM710系统可包括以下部分 TM710探头 探头直接发送一个准确的测量数据到710数据总线 信息提供数据总线送到外围设备 如OIU或SDU站 外围设备可以显示测量结果或者转变成模拟输出 也可以直接送到工厂网络系统 TM710探头是根据成熟的红外线技术原理而制成的一

7、种高度精度的智能化仪器 它可以检测烟草或相关产品的水 尼古丁和糖的含量 其测量值基本不受产品的类型 等级和配方的影响 TM710探头具备同时测量产品的4种理化参数的功能 它能在典型的工厂环境中运行 基本不受外界光线 相对湿度 外界环境或产品温度的影响 TM710探头 该仪器是一种典型的反射式红外光测量仪表 因为它是通过收集一部分的从产品散射回来的红外光测试数据的 所有探头的操作 标定 设置 都可通过来自用户界面的串行接口或数据总线网络来完成 用户界面可以是任何一台运行一个适当软件包 例如NDC的GaugeTools软件 的PC或一个单机硬件 对于本书介绍的仪器 其用户界面是操作界面或手持式界面

8、 TM710探头 机械结构TM710探头机壳采用铸铝工艺 TM710的铸铝机箱由机盖 上部 和机身 下部 两部分组成 机盖和机身由6个装在下部的防丢失螺栓紧固在一起 螺丝必须完全旋进螺纹沉孔里才表明机盖和机身已经固定旋紧 机盖和机身之间的垫板夹层可防止灰尘水分或其它液体进入机箱 垫板夹层粘在下边机箱上 机盖有一个探头冷却水管路 管路装有入水接头和出水接头 用向管路注入冷却水的方法冷却探头 当探头在超过50 的高温环境中工作时 必须使用水冷功能 降低探头温度 机盖上有4个M8螺孔 用这些螺孔就可以把探头安装到工厂的指定位置 可以把空气清洁窗安装到探头的玻璃窗口框上 在灰尘污染物或其它粉尘较多的环

9、境中 向空气清洁窗送入压缩空气时 这将大大减缓仪器窗口的附着物污染速度 TM710探头 TM710探头的后面安装有一个电缆插座 图1 6是这个12芯电缆插座的示意图 TM710探头 安装注意事项探头的固定支架或与固定支架连接的物体不能受到明显振动 否则会导致探头中的光源灯泡过早损坏 探头必须安装在易于接近 便于采样和维护的位置 只有正确地安装设备并在适当的环境中使用 TM710探头才能进行精确的测量 在检测过程中 应确保探头能连续测试有代表性的物料 生产线断料现象会影响测量稳定性和精度 给出了玻璃窗口与产品之间的距离和探头与产品的倾角 建议按照NDC提供的图纸 制造探头安装支架 TM710探头

10、 环境光过强自然光的照射会使探头的灵敏度降低 为此探头应避免强自然光照射 由照明线路供电的人造光源 比如白炽灯和日光灯等的光线 不会对探头的检测产生影响 因此允许在正常照明的环境里安装 不需要遮挡光线 但是 光源不能直接照射到探头的玻璃窗口上 TM710探头 使探头与测量的产品之间保持一定的距离和角度 按照这个距离 测试范围约为 60mm 探头可倾斜20 以避免反光 但一般安装高度可有 100mm的高度波动 TM710探头 冷却探头在0 50 时能保证正常测量 若超过这个温度范围 就必须进行降温 通过往探头水咀注水的方法冷却探头 探头的冷却水管接头配6mm水管 水 TM710探头 安装注意事项

11、 探头的固定支架或与固定支架连接的物体不能受到明显振动 否则会导致探头中的光源灯泡过早损坏 探头必须安装在易于接近 便于采样和维护的位置 只有正确地安装设备并在适当的环境中使用 TM710探头才能进行精确的测量 在检测过程中 应确保探头能连续测试有代表性的物料 生产线断料现象会影响测量稳定性和精度 图2 3给出了玻璃窗口与产品之间的距离和探头与产品的倾角 建议按照NDC提供的图纸 制造探头安装支架 TM710探头 空气清洁窗一般空气污染物并不影响探头的测量结果 如果空气中确实含有大量的粉尘或水蒸气 探头必须安装空气清洁窗 清洁窗可确保水滴或污物不会积累在探头窗口上 TM710探头 探头输出站

12、探头输出站 GP 探头输出站提供一个到外界的通讯接口和一个方便的 24V直流探头电源 配置探头输出站后 用户不一定需要操作界面 探头输出站提供可以选择的Fieldbus连接或通常的模拟输出信号和报警继电输出 操作界面是一种全功能的彩色触摸屏操作工作站 它以用户选择的语言实现人机对话 它具有探头输出站的所有功能 可以取代探头输出站 也可以作为一个完全独立的网络元件 它可以同时显示任何一个探头的多达4种的测量数据 因为操作界面的主页有四个页面 所以一个操作界面可以通过翻页 显示多达16个探头的测量数据 或16个测量参数 操作界面 OIU 探头输出站是TM710系统的一个基本组成部分 它总是随探头一

13、起提供 探头输出站是一个网络终端箱 它为探头提供 24V的直流电源 它也提供方便的网络接口 RS232和USB通讯接口 它是一个密封的终端盒 密封标准IP65 它可以很容易地实现以下操作 1 通过一个内部开关电源给探头提供直流电源 2 安装网卡 Gateway 后 允许探头通过EtherNet DeviceNet ModNet 3 Profibus和ProfiNet与过程控制器连接 4 允许通过710数据总线使探头系统的各个单元互连 5 通过RS232通讯接口 使外围设备与探头连接 6 提供给探头一个交流电源频率信号 7 把来自其它外围设备的门限信号传输到探头 8 为采样遥读表提供一个接口和电

14、源 如果安装上I O板 它可以提供4 20mA模拟输出电流和报警继电器输出 操作界面 OIU 探头输出站的机械结构探头输出站由机身和机盖两大部分组成 这两部分是用合成材料制成的 其中机身部分装有一个母板和交流电供电的开关电源 机盖上没有任何零部件 机身装有一个D型9针外接插座和SUB插座 这两个插座可与一台计算机或手持式操作界面之类的网络装置连接 供货时 这个两个插座装有金属保护盖 其余的用户接口被安装在内部母板上 这些接口是一些与装有插头的电路板安装在一起的接线端子 用螺钉夹紧 电缆必须穿过密封套进入机身 再接到这些端子上 如果电缆有屏蔽层 那么必须使用金属密封套 并和金属编织的屏蔽层有良好

15、的电接触 电缆穿过金属密封套 屏蔽层的连接情况 参见图1 7 操作界面 OIU 如果系统供货中不包括SDU 在探头输出站或操作界面上只提供两个安装好的密封套 一个用于电源入电缆 另一个用于通向探头的电缆 如果系统提供一个SDU 将有三个密封套安装在探头输出站的外壳上 以便通过SDU电缆 如果安装了I O接口板 也会提供相应的密封套 密封套安装在机壳下面的一块金属板上 这块板上有两排分别适用于大密封套和小密封套的孔 没有用上的孔外面有一层塑料膜挡着 需要时可以用手工刀把遮挡的塑料切除 使用这些孔时注意选择和密封套大小一致的孔 孔位尽量靠近对应的接线端子插座 机壳下面的金属面板通过电源里的地线 主

16、板上的插座J6 E 接地 盖子用4颗内六角螺钉固定 这4颗螺钉是防丢失螺钉 和盖子安装在一起 拆卸盖子时不要取下这几个螺钉 操作界面 OIU 机壳外面可以看到一个状态指示灯 说明如下 不亮 电源没有送到探头输出站 绿色 工作正常 红色 探头有严重故障 红绿交替闪亮 探头有故障 操作界面 OIU 操作界面 OIU 注意事项 探头输出站和操作界面结构坚固 达到IP65标准 不锈钢壳达到IP67 在没有防护措施的情况下 它可在大多数实验室 车间和生产线上操作使用 但必须避免机械振动 建议使用NDC红外技术公司提供的图纸制作紧固件和安装支架 下面将有详细说明 探头输出站和操作界面的电缆必须远离强负荷电源电缆和通向其它设备载有高频率信号的电缆 确保供电电源来源于一个仪器电源或来自工厂三相电源的 干净 的单相电源 操作界面 OIU SDU的外观见图1 1 根据710数据总线路的连接方式 SDU通过探头输出站或操作界面与710探头通讯 SDU可同时显示一个探头的4个测量数据 SDU的电源来自和它连接的探头输出站或操作界面 SDU有一个三键式薄膜键盘 用来选择测量及其它功能 有一个LCD显示器 用来可