FTIR培训资料

FT-IR系统操作培训资料
一、FT-IR分析系统
1、使用前检查
1.1打开温控单元、分析仪以及工控机的电源，检查温控单元上的温控器显示是否正常，并且经过1分钟后，检查温控器上的温度是否上升，值得提醒的是控制取样伴热管加热的温控器使用的是热电阻（与其他的温控器不一样，其他温控器使用的是K型热电偶），如果不对，请尽快进行对温控器进行设置。

1.2上电后，分析仪上的灯是否亮起，并且分析仪的三个风扇是否正常运转
1.3检查用于保护分析仪和手动校零的氮气瓶出口压力调整到0.1MPa。

1.4检查压缩空气是否已经打开，并且压力调整到0.1MPa。

1.5检查面板上温控器的温度显示都在正常范围。

所有的温度在175~185℃。

2、操作步骤
2.1启动：
2.1.1工控机启动后自动运行Calcmet软件系统，如果没有自动运行，也可以双击桌面“Calcmet”手动开启Calcmet软件系统。

2.1.2 点击菜单View中的Hardware Status（硬件状态）,查看分析仪内部参数是否都正常，
主要检查以下这些参数：
Cell Temperature(气室温度): 180±3℃
Cell Pressure（气室压力）：约等于Ambient Pressure(环境大气压)
Status(状态)：OK
Source Intensity(红外光强)：> 40.00
Interferogram Height(干涉图电压)：> 1.5(越大越好，最大可以达到3.6)
Interferogram Center(干涉图中心)：2500±200
Electronics Temperature(电子温度)：< 45℃
Interferometer Temperature(干涉仪温度)：< 45℃
Detector External Temperature(检测器外部温度)：< 35℃
2.1.4检查以上参数都正常后，点击菜单栏Measure中的Continous采样方式选择“连续测量”，这时测量窗口弹出，测量窗口在设定好的采样时间内倒计时变化，FT-IR启动完毕，开始进入取样测量状态。

2.2停运：
2.2.1检查氮气瓶出口减压阀，氮气压力是否在0.1MPa，FTIR仪表柜内的压力表显示0.1MPa。

2.2.2退出测量状态,按测量窗口的“cancel”键后，出现你“是否退出测量”的英语提示语，这时按“Yes”键，接下来按照2.3的方法进行一次零点校准！
2.2.3关闭Calcmet软件系统。

2.2.4关闭仪表柜内工控机。

2.2.5关闭温控单元和分析仪面板上的开关，最后关闭各个空气开关和漏电开关。

2.3氮气校零和作背景图
2.3.1检查氮气瓶出口减压阀，氮气压力是否在0.1MPa，FTIR仪表柜内的压力表显示0.1MPa。

2.3.2退出测量状态,按测量块的“cancel”键后，出现你“是否退出测量”的英语提示语，这时按“Yes”键。

2.3.3按菜单“Measure”,弹出一个菜单栏，选菜单栏的“Zero calibration”或者“Background”，将出现一个倒计时的窗口，面板上的氮气流量调节到120L/h ，计时结束后，背景图出现(见下图)，检查背景图上各个点的数值是否在合理的范围内，如果不是，重复该步骤。

零点背景图大体形状如上图，检查曲线的纵坐标最大值正常情况在40000以上，曲线左侧点纵坐标在10000左右，曲线中间下波峰纵坐标在10000左右。

3、FTIR系统设备运行中的注意事项
3.1系统启用后都必须一直开启氮气，使氮气压力调整在0.1MPa.如发生意外断电，系统则可以自动保护，不采样，抽气泵停运，系统自动转入氮气吹扫状态，吹净停留在分析仪气室里的烟气，以防烟气中的腐蚀性气体腐蚀气室。

3.2要进行取样分析必须满足三个条件：
(1)3个高温部件的温度都已恒定在1800C；
(2)FT-IR分析仪的气宝（Sample Cell）温度已恒定在1800C（从硬件信息中可以判断）；
(3)探头的加热温度已恒定在1800C。

否则会导致高沸点污染物冷凝而损坏取样部件或FT-IR分析仪的气室（Sample Cell）造成重大事故。

3.3平时还需要做如下的日常检查
·零点校正所需要的零点气是否足够，零点校正时流量为 2-5升/分。

·有足够的吹洗气吹洗干涉仪、吹洗流量为 0.5升/分
·气样流量是否正常，大约保持在 4升/分可以根据尾气管插入水中，是否连续出现大气泡为判断依据。

·取样系统，取样管线是否正常，是否连接好，无泄露，管内无积垢,裸露部分是否保温好。

·探头过滤器以及加热箱过滤器是否干净，根据气样中灰尘含量适时更换过滤器。

·气室的温度是否在 180℃。

·取样管线的温度是否在 180℃。

·环境温度是否保持在 25℃左右。

·空调系统是否正常运行。

·工控机以及分析仪的排风扇和冷却风扇是否正常工作，清洗风扇的过滤网。

·分析柜内积灰很少。

3.4 一般情况下分析仪无需断电，如果非要断电，为了确保万一，请一定要先做一次零点校准后再断电。

3.5 尾气排放管的出口不能高于分析仪的尾气口，应该平直斜向下，不能形成U形底。

4、常见故障及处理方法
4.1温度故障：3个温度控制点，其温度都控制在1800C±3。

如果控制温度低于1750C或高于1850C，温度都是处于异常状态。

如果是一个通道的探头温度和伴热管温度异常，该通道就会被切断而系统转移到另一个取样通道。

如果两个通道温度异常或总伴热管温度异常，系统将停止采样，转入氮气吹扫状态。

处理方法：首先检查出现异常的温度点热电阻是否已坏，如果热电阻已坏，换热电阻。

如果测温电阻正常，检查各点的加热元件是否正常。

如伴热管的加热丝，探头的加热盘等。

如果加热元件也正常，还要检查温控器，固态继电器等。

4.2显示数据偏小：如果在工艺条件和生产运行状况没有发生大的变化下，显示的检测数据突然变小，有可能由两种情况，一种是管路堵塞，烟气流量变小，从而使分析出的数据变小，这时就要检查管路，探头，过滤器是否有堵塞现象，出现堵塞要进行相应的疏通和清洗。

另一种可能出现管路或接头漏气现象，外面的空气也被抽入分析仪气室，这时就要检查各接头密封是否严实，密封不好则换密封圈。

管路破裂则换管路。

另外还要检查抽气泵是否正常，抽气泵不正常，抽力不够，也会影响分析数据。

经常发生堵塞的地方如下：
a、尾气排放管堵塞
b、取样探头的探杆
c、伴热管前后1米内处或者接头部分
d、加热箱内连接电磁阀和伴热管之间的一段不锈钢管。

经常发生漏气的地方如下：
a、伴热管与取样探头的连接接头。

b、吹扫的压缩空气或者氮气的出口压力 >1.4bar（0.14MPa）
c、抽气泵的膜片漏气
4.3温控单元面板上的抽气泵指示灯亮，但抽气泵不工作：原因是抽气泵的电机轴承灰尘堵塞，卡死，需要加点润滑油，或者是抽气泵的膜片老化，失去弹性，则需要更换膜片。

4.4 温控单元面板上控制指示灯都不亮，自动模式无法启动，但是转入手动模式后一切正常：原因是工控机与温控单元的通讯线松脱，需要重新插接一次，或者工控机板卡的驱动丢失，需要重新安装驱动程序。

5 Calcmet软件的使用
5.1 Calcmet软件的安装
工控机在出厂时就已经安装好了Calcmet软件，除非在重新安装操作系统时才进行手动的安装。

建议在系统安装调试完毕后，对工控机的系统盘进行一次GHOST备份，这样可以避免重新手动安装Calcmet软件。

为了安装Calcmet软件，从随机安装盘里找到并运行Calcmet v11.msi程序。

再在硬盘上新建以下文件夹
C：\CalcmetLibrary\ （参考光谱文件夹）
C：\CalcmetSample\ （样气光谱文件夹）
C：\CalcmetResults\ （分析结果文件夹）
C：\CalcmetResidual\ （残余光谱文件夹）
C：\CalcmetBackgrounds\ （零点背景光谱文件夹）
在程序安装完毕之后，将看到可执行主程序文件CALCMET.EXE安装到目录C:\Program Files\Gasmet Technologies\Calcmet中。

将安装盘中的所有文件扩展名为REF的文件全部拷贝到C：\CalcmetLibrary\，安装盘中还有一个SN开头，扩展名为LIB的库文件，将这个文件拷贝到C:\Program Files\Gasmet Technologies\Calcmet中。

然后在菜单“Options” “Applications”，弹出如下窗口，在下拉菜单里选择刚拷贝过来的LIB库文件，如果下拉菜单里没有，就点击“browse”按钮，选择刚拷贝过来的LIB文件。

默认情况下，Calcmet软件是英文版本的，如果要汉化，这需要将随机附带的汉化文件CalcmetCHS.dll（注意汉化文件的版本一定要和Calcmet软件版本一致，否则汉化将不正确，现在最新的版本号为11.0.7）拷贝到C:\Program Files\Gasmet Technologies\Calcmet中，然后在菜单“Tools”—>“Configuration”，弹出如下窗口：
选择其中的Language为Chinese，确定，重新启动Calcmet软件，就可以汉化了。

5.2 Calcmet软件常用功能介绍
Calcmet 分析和控制软件安装在工控机中，透过RS232（COM1）串行电线连接分析仪。

在启动测量时建议等待一定的预热时间，让分析仪进入稳定状态。

至少要等待如下步骤完成：
•气室温度达到设置的稳定温度数值
•分析仪温度稳定（大约1个小时）
5.2.1 分析设定（Analysis Settings）
点击“Edit”—> “Analysis Settings”，出现如下窗口：
在Gas Components标签页面里，左侧列表里显示了所有可以检测的组分名称，不要轻易将组分名称前面的勾去掉！单击某个组分名称，右侧列表就显示出该组分出厂时不同浓度的参比文件。

5.2.1.1 组分参数的修改
点击左侧列表下面的“Options”按钮弹出如下窗口：
Component Name (组分名称) 一般不需要修改
Measuring Unit（测量单位）一般不需要修改，修改后，数值不会随之改变
Calibration Factor（校准系数）默认值是1，即为实测数值，如果改0.5，数值就减半
Unit Convertsion Factor（单位转换系数）分析仪出厂前都是用单位为PPM的标准气体进行标定的，所以要用这个单位转换系数转换为mg/m3，一般情况下不需要修改
Moving average （平均阻尼）设定阻尼时间长度，时间长度越长阻尼越大
Negative Results allowed（允许负数）如果不打勾，则显示值不会是负数，以零代替
Compensate to Dry Gas（转换为干烟气）如果打勾，则数值就会转化为干烟气的数值
Compensate to XX % Oxygen 如果打勾，则数值就转换为氧量为XX%的折算值
5.2.1.2分析区域（Analysis Areas）
点击左侧列表下面的“Analysis Areas”按钮弹出如下窗口：
在这个窗口里显示的分析区域数值每个组分都是不一样的，且不允许修改！曲线图中的波峰就是该组分吸收波峰，需要熟记常用组分的特征吸收波峰的大致范围，比如：
水分3500—4000 以及1300—2000
SO2 1200—1400
NO 1900—2000
CO2 2200—2400以及3500—3800
CO 2000—2200
HCL 2600—2900
HF 4000—4200
5.2.1.3组分量程（Measuring Ranges）的修改
点击左侧列表下面的“Measuring Ranges”按钮弹出窗口，里面就可以选择和修改组分的量程。

下面的数值为报警值，超过报警值，系统将有颜色提示。

5.2.1.4干扰组分的修改
点击左侧列表下面的“Interferences”按钮弹出窗口，列表里显示了干扰该组分的所有其他组分，可以手动增加和删除干扰组分，一般情况下不允许修改！下面的“Cross interference correction”提供了该组分的一些计算方式，一般默认情况下都是NONE，未经许可也不需要修改它。

5.2.1.5参比文件的增减
手动安装Calcmet软件后（安装方法参看5.1），都需要查看每个组分的参比文件所对应的文件地址是否正确，否则测量的数据是不准确的。

首先在左侧列表里点选一个组分，再双击右侧列表出现的其中一个文件，如果弹出如下的窗口：
则说明参比文件的文件地址是正确的。

否则会弹出文件未找到的警告窗口，那么就需要手动更改，首先按住“shift”键，再点击“Remove”按钮，则所有的参比文件将删除掉，接着点击“Add。

”按钮，选择C：\CalcmetLibrary\这个目录里相应组分的参比文件。

每个组分的参比文件都需要按照上面的方法一个个检查。

第二种方法就是用记事本打开C：\CalcmetLibrary\目录的SNxxxxx.Lib的配置文件，其中第一行“LibraryPath = ”后面输入参比文件的文件地址，退出保存，重新启动Calcmet软件，参比文件的文件地址就已经配置好了。

5.2.2配置模拟量输出板卡（PCI-6208A）
首先安装PCI-6208板卡的驱动程序，安装方法见板卡随机光盘。

驱动程序安装好后，点击“Tools”—> “Configuration”，选择“IO cards”标签页面，点击“Configure”按钮后出现如下窗口，选择“Select IO type”为“Analog output”，选择“Select card”为“PCI-6208”，再点击“>>”按钮，中间列表就增加了PCI-6208的板卡，确认右侧下拉菜单选中“4—20mA”
点击“Edit”—> “Analysis Settings”，出现窗口，在Analog Output标签页面里，点选左侧列表中Channel 1，再按“Options”按钮，弹出窗口中选择一个组分，确定，这样该组分就可以从板卡的第一个通道输出4-20mA 信号，其他通道也用同样的方法配置，至于哪个通道对应哪个接线端子，请参看PCI-6208的说明书。

5.2.3 MODBUS通讯输出配置
点击“Tools”—> “Configuration”，选择“Serial Output”标签页面，出现如下窗口，“RS232 serial”如果选择“Disabled”则关闭modbus通讯输出功能；选择“COM2”，则从COM2串口输出。

“Baud rate（波特率）”设置为9600，“Output Format”设置为Modbus，“Address”(modbus地址)可以设置为2到200之间的整数，“CRC order”（CRC顺序）为Standard（标准）或者Reversed（反转），一般为Standard，CRC顺序是指CRC校验位的高8位字节和低8为字节的前后顺序，有的是高8位在前，有的是低8位在前，详情请参看CRC 校验说明。

再点击“Edit”—> “Analysis Settings”，出现窗口，在Modbus标签页面里，点选左侧列表中Channel 1，再按“Options”按钮，弹出窗口中选择一个组分，确定，这样该组分就可以从COM2串口以MODBUS通讯协议中的第一个通道输出，其他通道也用同样的方法配置。

5.2.4测量时间的修改
点击“Options”—> “Measuring times”，出现如下窗口：
Line number (线号)：如果是一拖一系统，线号就为零，如果一拖二，那么线号就为0或者1以示区分Flush time（吹扫时间）：单位为秒，校准后切换到取样时，样气吹扫气室的时间
Pump time（泵运行时间）：设置校准时泵是否启动运行以及运行的时间
Sampling time（采样时间）：一般设置在1minute（1分钟）
Measuring Interval（取样间隔）：单位为秒，在一拖二系统这个值才有意义，表示每条线的取样时长，取样间隔应该大于Flush time、Pump time和Sampling time总和。

首先点选右侧列表，然后修改左侧的参数，最后一定要点击“Update”按钮进行保存。

如果是一拖二的系统，则可以点击“Add”按钮另外增加一条线，点击“Remove”删除一条线。

5.2.5 取样测量以及零点校准
要开始取样测量时，点击“Measure”—> “Continue”，出现倒计时窗口，倒计时的时间为5.2.4章节中设置的Sampling time。

零点校准时，先按倒计时窗口的“Cancel”按钮退出测量，再点击“Measure”—> “Background”，出现倒计时窗口进行校准，校准后就自动出现零点背景图（Background），如果没有出现，也可以点击“View”—> “Background”，按照2.3.3的方法查看零点背景图。

5.2.6 自动校准设置
点击“Options”—> “Calibrations”，将出现以下窗口:
如果要进行自动校准，则要把“Automatic Zero Calibrations”前面打勾，Zero Calibration Interval 设置自动校准的相隔天数，下面可以设置校准的具体时间。

“Flush”设置为120秒，即在校准前，用氮气先吹扫气室120秒，“Measure”设置3分钟，即校准用3分钟完成。

其他参数无需改变。

5.2.7 自动保存以及自动结果输出设置
点击“Options”—> “Autosaving”，将出现以下窗口
如果要自动保存取样图谱，则选择“Autosave Sample Spectra”为All，然后选择保存的路径；在“Autosave Backgrounds”后打勾，自动保存每次做的零点背景图。

点击“Options”—> “Result Output”，将出现以下窗口，进行自动输出设置，一般情况不需要这个功能
输出的结果都以文本的形式保存到指定的文件夹里，如果需要用MODBUS通讯输出，记得在RS232 serial port后面打勾。