LDM-100激光煙塵檢測儀
1產品概述
為了滿足各行業日益增長的環境保護的監測需求，聚光科技（FPI）結合多年激光測量產品開發和應用經驗，推出了LDM-100激光煙塵檢測儀。該產品具有粉塵濃度測量、報警設置、自動校準等功能，可滿足除塵器除塵效率、脫硫脫硝過程煙塵以及對固定污染源排放煙塵的監測需求，符合家環保法規和相關行業技術規范要求。
LDM-100激光煙塵檢測儀是通過測定激光透射煙氣后的光強與原來入射光強的比值，實現對各類過程管道、排放煙道中的煙氣濁度、消光度和煙塵濃度進行實時、連續檢測。
2組成單元
LDM-100 激光煙塵檢測儀主要由發射單元、反射單元、連接單元和吹掃單元構成，如圖1 所示。發射單元驅動半導體激光器發射出探測激光束，在穿過被測環境后，由反射單元的光學單元將激光束反射至發射單元的傳感模塊，進行光電轉換后經過微處理器分析，計算得到測量結果。
圖2 LDM-100激光煙塵檢測儀尺寸圖
圖3 LDM-100 發射單元實物圖
圖5 LDM-100 吹掃單元接口定義和尺寸圖
圖1 LDM-100 激光煙塵檢測儀示意圖
基于激光透射式檢測技術的 LDM-100 激光煙塵檢測儀具有響應速度快、檢測靈敏度等諸多優點，其檢測方式為原位（In-Situ）測量，LDM-100 激光煙塵檢測儀的發射單元和反射單元通過連接單元直接安裝在煙道上，儀器的相關尺寸如圖 2 所示。
圖2 LDM-100激光煙塵檢測儀尺寸圖發射單元
LDM-100 激光煙塵檢測儀的發射單元由人機界面、中央處理模塊、半導體激光器、傳感器和精密光學元件等器件組成，主要實現半導體激光發射、傳感信號處理和人機交互等功能，其外形見圖3。發射單元以鎖箍方式與連接單元連接，連接單元儀表由吹掃接口、光路調整機構和法蘭等組成。
LDM-100 激光煙塵檢測儀的發射單元由人機界面、中央處理模塊、半導體激光器、傳感器和精密光學元件等器件組成，主要實現半導體激光發射、傳感信號處理和人機交互等功能，其外形見圖3。發射單元以鎖箍方式與連接單元連接，連接單元儀表由吹掃接口、光路調整機構和法蘭等組成。
圖3 LDM-100 發射單元實物圖
反射單元
LDM-100 激光煙塵檢測儀的反射單元由旋轉馬達、激光反射模塊和精密光學元件組成，其外形見圖4。反射單元能準確地將發射單元發出的激光束反射至發射單元的傳感器。通過光學回返設計使 LDM-100 激光煙塵檢測儀的有效測量光程加倍，具備了更的檢測靈敏度。同時，為了實現效穩定、抗振動能力強的光學反射，LDM-100 反射單元選用了的殊反射材料和安裝結構，大大提了反射單元的有效性和均勻性。與發射單元相同，反射單元也是通過連接鎖箍與連接單元連接，連接單元儀表由吹掃接口、光路調整機構和安裝法蘭等組成。
LDM-100 激光煙塵檢測儀的反射單元由旋轉馬達、激光反射模塊和精密光學元件組成，其外形見圖4。反射單元能準確地將發射單元發出的激光束反射至發射單元的傳感器。通過光學回返設計使 LDM-100 激光煙塵檢測儀的有效測量光程加倍，具備了更的檢測靈敏度。同時，為了實現效穩定、抗振動能力強的光學反射，LDM-100 反射單元選用了的殊反射材料和安裝結構，大大提了反射單元的有效性和均勻性。與發射單元相同，反射單元也是通過連接鎖箍與連接單元連接，連接單元儀表由吹掃接口、光路調整機構和安裝法蘭等組成。
圖4 LDM-100 反射單元實物圖
吹掃單元
在惡劣的現場測量環境下，為了保證 LDM-100 激光煙塵檢測儀能夠長期連續運行，LDM-100 激光煙塵檢測儀需用干凈的吹掃氣體對發射和反射單元上的光學視窗進行吹掃，避免測量環境中的煙塵或其它污染物對視窗造成污染，影響測量。
LDM-100 激光煙塵檢測儀的吹掃單元由吹掃氣泵、過濾器和氣路連接模塊等組成，可為 LDM-100 激光煙塵檢測儀提供穩定流量的吹掃氣源。圖5是 LDM-100 激光煙塵檢測儀吹掃單元的接口定義和尺寸圖。
在惡劣的現場測量環境下，為了保證 LDM-100 激光煙塵檢測儀能夠長期連續運行，LDM-100 激光煙塵檢測儀需用干凈的吹掃氣體對發射和反射單元上的光學視窗進行吹掃，避免測量環境中的煙塵或其它污染物對視窗造成污染，影響測量。
LDM-100 激光煙塵檢測儀的吹掃單元由吹掃氣泵、過濾器和氣路連接模塊等組成，可為 LDM-100 激光煙塵檢測儀提供穩定流量的吹掃氣源。圖5是 LDM-100 激光煙塵檢測儀吹掃單元的接口定義和尺寸圖。
圖5 LDM-100 吹掃單元接口定義和尺寸圖
3測量原理
圖6 LDM-100 激光煙塵檢測儀工作原理
LDM-100激光煙塵檢測儀采用光透射法對煙塵濃度進行測量，其基本工作原理（見圖6）是以半導體激光器作光源，在探測激光束經過分光鏡后，反射光被參考探測器檢測，形成參考信號；透射光經過含有煙塵的被測環境，照射到反射模塊的殊反光材料上，反射光束再次穿越被測環境后，由檢測探測器檢測，形成測量信號。通過對參考信號和測量信號的參比，即可獲取由于煙塵造成的透過率信息，其數學表達公式為：
T=I/I0 公式 (1-1)
公式（1-1）中，T 為透過率， I 為測量光強， 0 I 為參考光強，同時其他用于表征煙塵對光強影響的物理量有：
濁度：
O = 1− T 公式(1-2)
消光度：
E=log(1/T) 公式(1-3)
E=log(1/T) 公式(1-3)
根據光與物質的相互作用和Lambert-Beer規律，可知：
I=I0exp(− c ⋅ k ⋅ L) 公式(1-4)
式中c 為煙塵濃度， k 為消光系數， L 為光程長度。可得到煙塵濃度的計算公式為：
c = K ⋅ E 公式(1-5)
式中 K=2.3/kL 公式(1-6)
式中 K=2.3/kL 公式(1-6)
如果煙塵顆粒粒徑致且顆粒分布均勻，煙塵濃度（mg/m3）與消光度成線性關系。（見圖7）
公式(1-8)
經過變換可得，三個濃度系數為：
公式(1-9)
LDM-100 激光煙塵檢測儀的出廠設的標準系數為cons0 = 0，cons1 = 1，cons2 = 0 。
圖7 消光度與煙塵濃度關系
煙塵顆粒粒徑、煙塵分布、密度和不同工況均影響光透過率，進而影響消光度，所以，煙塵濃度與消光度呈現出定的非線性關系，LDM-100 激光煙塵檢測儀使用的關系公式為：
Concentration = cons0 + cons1⋅ E + cons2 ⋅ E 2 公式(1-7)
式中cons0 、cons1、cons2 分別為基值、線性和平方關系系數，其基本計算方法如下：通過采用比重法等測量方法獲取三組不同的煙塵濃度及其對應的消光度值，得到不同煙塵濃度對應的消光度值，獲得如下方程組：
Concentration = cons0 + cons1⋅ E + cons2 ⋅ E 2 公式(1-7)
式中cons0 、cons1、cons2 分別為基值、線性和平方關系系數，其基本計算方法如下：通過采用比重法等測量方法獲取三組不同的煙塵濃度及其對應的消光度值，得到不同煙塵濃度對應的消光度值，獲得如下方程組：
公式(1-8)經過變換可得，三個濃度系數為：
公式(1-9)LDM-100 激光煙塵檢測儀的出廠設的標準系數為cons0 = 0，cons1 = 1，cons2 = 0 。
4產品特點
LDM-100 激光煙塵檢測儀采用了反射式光學設計，在增加測量光程、提測量靈敏度
的同時，還使得所有光電器件（傳感器、激光器）處于相同的環境溫度下，進步提儀器
的穩定性。基于效的反光材料的反射光學設計，降低了光學系統的調節要求，增強了抗振
動能力。
1、 運用激光透射法，透過率、消光度和煙塵濃度多參量同時監測；
2、 原位安裝方式，在粘性塵、溫等非理想條件下快速、精度測量；
3、 效反射材料技術，檢測靈敏度、測量穩定性好；
4、 測量探頭自帶操作界面，集中度，操作方便；
5、 模塊化設計，各功能單元替換簡單、維護方便；
6、 配備吹掃系統，適應各類工程應用。
5技術參數
表1 LDM-100 激光煙塵檢測儀技術參數指標
6現場安裝
圖8示意了 LDM-100 激光煙塵檢測儀的現場使用情況。LDM-100 激光煙塵檢測儀的 現場安裝工作主要包括固定法蘭的焊接、發射單元和反射單元的安裝、吹掃裝置的安裝、光 路的調節和電氣連接等。
圖8 LDM-100 激光煙塵檢測儀現場安裝示意圖
7軟件操作
為了實現 LDM-100 激光煙塵檢測儀的快響應、精度、智能化的檢測要求，LDM-100激光煙塵檢測儀的內部集成了多塊性能的微處理單元，并實現多個微處理單元不同分工、協調處理的工作模式。
LDM-100激光煙塵檢測儀內嵌的軟件能實現信號處理、數據計算、實時監控以及人機界面中的鍵盤操作和 LCD 液晶顯示、報警、設置等功能。此外，該軟件還可以通過 RS485、GPRS等方式實現與 LDM-100激光煙塵檢測儀服務端軟件的數據通訊。
操作面板
操作面板
LDM-100 激光煙塵檢測儀的操作面板包括 LCD 液晶屏和四個按鍵。LCD 液晶屏顯示LDM-100 激光煙塵檢測儀的各種信息；按鍵用于完成所有用戶操作。儀器操作面板外觀如圖9所示。
圖9 LDM-100 激光煙塵檢測儀操作面板圖
操作面板上共設計了四個按鍵。各個按鍵的功能如下：
“SET”鍵為功能鍵。主要用于進入下級子菜單或者輸入確認鍵；
“<”為方向鍵。主要用于移動當前的光標位置向上或向左；
“>”為方向鍵。主要用于移動當前的光標位置向下或向右；
“ESC”鍵為功能鍵。主要用于退出子菜單返回到上級菜單或者輸入取消鍵。
系統模式
在按照本手冊第三章對 LDM-100 激光煙塵檢測儀完成正確的安裝、調節和連線之后，
LDM-100 激光煙塵檢測儀便可投入連續在線測量。在測量過程中，根據運行狀況，LDM-100
激光煙塵檢測儀會處于以下三種工作模式：
啟動模式
正常模式
故障模式
啟動模式
儀器上電后，LDM-100 激光煙塵檢測儀進入自檢狀態，檢查儀器內部各功能模塊的工
作狀態是否正常, 如果切正常的話，此過程大概要持續兩分鐘。圖 4.2 為儀器自檢時 LCD
液晶屏顯示的界面，界面有“自檢中…”的提示, 提示下方的進度條表示當前的自檢進度。
若切正常，儀器自檢完畢后進入正常工作模式。
正常模式
正常模式
在該模式下 LDM-100 激光煙塵檢測儀執行測量任務，并可能處于正常和警告兩種工作
狀態。
正常工作狀態：儀器正常地進行測量工作，操作面板上的 LCD 將顯示測量值及其他儀
器信息；LCD 右上角顯示“正常”字樣。模擬量輸出端口(4-20)mA 輸出對應的測量值。
警告工作狀態：當 LDM-100 激光煙塵檢測儀檢測到透過率過低等情況時將自動切換至
警告工作狀態。在此狀態下，操作面板上 LCD 顯示屏將顯示相應的警告信息（在主顯示界
面和屏保界面中還能看到警告標志 ），并通過(4-20)mA 輸出（具體報警的解決辦法請參
見第五章報警信息）。
故障模式
故障模式
當 LDM-100 激光煙塵檢測儀檢測到些可能會永久性損壞儀器的故障（如儀器內溫度
過；激光器溫度異常等）時，儀器將從上述啟動或正常模式立即轉入故障模式。在此模式
下，儀器將停止煙塵濃度測量和大部分系統功能進入保護狀態，操作面板上 LCD 將顯示相
應的錯誤信息（在主顯示界面和設置界面中還能看到故障標志 ，在主顯示界面按“>”鍵
還可以查看具體報警信息），外部輸出端口（模擬量和數字量）將輸出報警信息。
8注意事項
操作任何激光產品均須小心謹慎，確保安全。下面列出使用 LDM-100 激光煙塵檢測儀的注意事項：
1、不得擅自打開儀器的任何部件（發射單元和反射單元）；
2、將 LDM-100 激光煙塵檢測儀安裝在人流較少的地方；
3、在對 LDM-100 激光煙塵檢測儀操作前務必閱讀并充分理解本操作說明；
4、安裝、調試、操作和維護過程中嚴格遵循本說明書中給出的指導或聯系本公司客戶服務部；
5、注意并遵循 LDM-100 激光煙塵檢測儀上的警告標志；
6、在不過規定允許的條件下，使用 LDM-100 激光煙塵檢測儀；
7、在安裝和維護儀器的發射和反射單元時定要注意對激光束的防護，詳細的安裝和 維護過程請仔細閱讀本手冊中各相應章節或聯系本公司客戶服務部。
9運行維護
維護
LDM-100 激光煙塵檢測儀內置了性能微處理器，自動化程度非常，操作簡單。由 于沒有使用易磨損的運動部件和其他需要經常更換的部件，儀器維護工作量非常小。日常預 防性維護工作主要局限于：目測檢查和清潔光學視窗和優化系統測量光路。 LDM-100 激光煙塵檢測儀設計了吹掃裝置來保護發射、反射單元上的光學視窗不受被測環境中煙塵、固體顆粒物等污染，保證穩定、清潔的吹掃氣是實現這目標的關鍵。另外， 在長時間的運行過程中測量環境中的煙塵等污染物還是可能逐漸污染光學視窗，使光學透過率下降，影響儀器的正常工作，因此需要周期性地清潔這些光學部件。發射和反射單元的光路在長時間的工作后，也可能會漂離佳工作狀態，需要適時地優化光路調整。在對儀器進行上述維護的時候也請檢查儀器的泄漏、腐蝕和各種連接是否松動等。對于大多數的應用場合，清潔光學視窗的維護周期通常過三個月。即使對于煙塵含量的應用場合，在設置了合適的吹掃氣流量后，也可以較長時間地保持光學視窗的清潔。建議般情況下每 6 個月清洗遍光學視窗，以保證儀器的長時間連續、正確工作，減少計劃外維護工作。如果吹掃系統出現故障，也請檢查光學視窗的污染情況。
光學視窗的清潔步驟如下：
1. 松開鎖箍，把反射單元和發射單元從儀器法蘭上分別拆下，在此過程必須保持發射
單元、反射單元和儀器中央單元間的電纜連接；
2．檢查光學視窗的污染情況，認真查看可能的損壞（如裂痕）。若發現任何損壞，必
須更換光學視窗；
3．用干凈的擦鏡布或擦鏡紙清潔光學視窗，確保光學視窗表面無明顯污跡；
4．如果光學視窗不能完全清洗干凈，應該更換新的光學視窗；
5．重新安裝好發射和反射單元，并重新打開儀器電源。
透過率歸化
所有的 LDM-100 激光煙塵儀出廠前均經過準確校準和標定，但隨著電子元器件的老化、光學性能變化會導致分析儀參數的緩慢漂移，影響測量準確性，通過 LDM-100 激光煙塵檢測儀提供的透過率歸化功能可周期性進行校準，確保測量精度。由于分析儀的準確測量取決于標定的準確性，用戶在標定前需認真考慮是否確有必要進行標定。當確認有必要進行標定時，定要保證標定過程各步驟的準確性。標定可通過發射端操作鍵盤來進行，也可使用臺 PC 機通過RS485 接口與中央分析儀器通訊進行。
具體操作步驟如下：
1．在標定前確保煙道里無大量煙塵，煙道處于停氣狀態；
2．松開鎖箍，卸下發射單元和反射單元，認真查看光學視窗上是否有裂痕或灰塵/污漬等，如果沒有, 繼續下步。否則，請參照維護中程序先維護光學視窗；
3．小心地將發射、反射單元安回原位，并用螺栓、螺母擰緊；
4．調節兩儀器的同軸性。
5．在儀器歸化前，需預熱儀器至少 15 分鐘；
6．通過操作面板或服務端軟件設定儀器的測量光程，在觀察透過率測量數據穩定后，執行透過率歸化操作；
7．歸化結束后，請重新開啟電源。
11產品相冊
13留言咨詢(5分鐘應答)
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