MODELLO 100E ANALIZZATORE DI SO 2 PER FLUORESCENZA DA U.V.

Transcript

1 MANUALE D ISTRUZIONE MODELLO 100E ANALIZZATORE DI SO 2 PER FLUORESCENZA DA U.V. TELEDYNE INSTRUMENTS ADVANCED POLLUTION INSTRUMENTATION DIVISION (T-API) 6565 NANCY RIDGE DRIVE SAN DIEGO, CA PROJECT AUTOMATION S.p.A. Viale Elvezia MONZA (MI) TEL: WEB SITE: Copyright 2004 T-API Inc. REV. B Copyright 2004 Project Automation S.p.A. Luglio 2004

2 AVVERTENZE DI SICUREZZA In questo manuale abbiamo inserito avvertenze di sicurezza molto importanti, utili per voi e per tutti gli altri. Vi raccomandiamo di leggerle con la massima attenzione. Un avvertenza di sicurezza vi segnala i pericoli potenziali che potrebbero causare lesioni a voi o ad altri. Ad ogni avvertenza è associate un simbolo che evidenzia un problema di sicurezza: AVVERTIMENTO/AMMONIMENTO DI CARATTERE GENERALE: Fare riferimento alle istruzioni per i dettagli sul pericolo specifico. ATTENZIONE: Avvertimento di superficie ad alta temperatura ATTENZIONE: Pericolo di scossa elettrica Simbolo di intervento tecnico: Tutte le operazioni contrassegnate con questo simbolo devono essere eseguite solo da personale di assistenza tecnica qualificato. ATTENZIONE L analizzatore deve essere utilizzato solo per gli impieghi e con le modalità descritte in questo manuale. Un impiego dell analizzatore diverso da quello per cui è stato progettato, potrebbe causare un funzionamento anomalo con possibili situazioni di pericolosità. Questo analizzatore è previsto per il solo utilizzo interno e ad una altitudine massima di 2000 m (6500 ft) ii

3 INDICE DEI CONTENUTI 1. DOCUMENTAZIONE DI M100E Documentazione disponibile Struttura del manuale Come utilizzare il manuale CARATTERISTICHE TECNICHE, OMOLOGAZIONI EPA, GARANZIA Caratteristiche tecniche Condizioni di omologazione EPA Conformità con la marcatura CE Garanzia PER INIZIARE Apertura dell imballo e configurazione iniziale Connessioni elettriche Connessioni delle uscite analogiche Connessione delle uscite di Stato Connessione degli ingressi di controllo Connessione delle porte seriali Connessione ad una LAN o ad Internet Connessione ad una Rete Multidrop Connessioni pneumatiche Gas di calibrazione Connessioni pneumatiche Connessioni con opzioni valvola interna installata Operazioni iniziali Avviamento Preriscaldamento Messaggi di avvertimento Verifiche funzionali Prima calibrazione Procedura per la calibrazione di base Interferenze nelle misurazioni di SO DOMANDE RICORRENTI E GLOSSARIO DOMANDE RICORRENTI Glossario HARDWARE E SOFTWARE OPZIONALI Kit di montaggio a rack (Opzioni 20a, 20b & 21) Uscite analogiche in loop di corrente (Opzione 41) Conversione uscite analogiche da Current Loop a Tensione Standard Kit Filtro a particelle (Opzione 42A) Opzioni per valvole di calibrazione Valvole di Zero/Span (Opzione 50) Generatore interno di Zero/Span (IZS) (Opzione 51) Tubi di permeazione per IZS (Opzioni 53, 55 & 57) Kit di manutenzione Zero Air Scrubber (Opzione 43) Opzioni di comunicazione Cavi RS232 per Modem (Opzione 60) Multidrop RS-232 (Opzione 62) Ethernet (Opzione 63) Manualistica Manuali stampati (opzione 70) Manuale su CD (codice ) iii

4 5.7. Estensione Garanzia (Opzioni 92 & 93) Software speciale Switch per modo manutenzione Switch per seconda lingua Opzione rapporto di diluizione ISTRUZIONI OPERATIVE Panoramica dei modi operativi Modo Sample Funzioni di Test Messaggi di avvertenza Modo calibrazione Funzioni di calibrazione Setup Pass: password di protezione Modo Setup Password di protezione SETUP CFG: Visualizzazione delle informazioni di configurazione SETUP CLK: Impostazione dell ora interna Setup RNGE: Configurazione della scala di informazione per le uscite analogiche Segnali di uscita analogica disponibili Scala fisica in rapporto quella informativa di uscita analogica Modi della scala di informazione Modo Single Range (SNGL) Modo Dual Range (DUAL) Modo Auto Range (AUTO) Unità di misura Rapporto di diluizione Setup VARS: Utilizzo delle variabili interne Setup DIAG: Utilizzo delle funzioni diagnostiche Accesso alle funzioni diagnostiche Signal I/O Test a passi delle uscite analogiche Configurazione di Analog I/O Selezione del tipo di segnale e livello dell uscita analogica Modo di calibrazione delle uscite analogiche Calibrazione manuale delle uscite analogiche e regolazione della tensione Regolazione dell offset su uscita analogica Regolazione dell uscita in Current Loop Calibrazione AIN Funzione Optic test Funzione Electrical Test Calibrazione della lampada Calibrazione della pressione Calibrazione del flusso Uscita del canale di test SETUP COMM: Configurazione delle porte di comunicazione Identificativo dell analizzatore Configurazione di default delle porte COM Connessioni del cavo alla porta COM in RS Configurazione RS-485 di COM Comunicazione DTE e DCE Configurazione della scheda Ethernet Modi di comunicazione e velocità sulla porta COM2 con scheda Ethernet Configurazione dell opzione interfaccia Ethernet tramite DHCP Configurazione manuale degli indirizzi IP di rete iv

5 Modifica di HOSTNAME dell analizzatore Impostazione RS-232 Multidrop Modi di comunicazione per le porte COM Velocità (baud rate) per le porte COM Test sulle porte COM Utilizzo del sistema di acquisizione dati (idas) Struttura di idas I canali idas Parametri idas Eventi di trigger di idas Canali idas di default Visualizzazione delle impostazioni e dei dati IDAS Modifica dei canali dati idas Eventi di Trigger Modifica dei parametri idas Sample Period e Report Period Numero di Record Funzione Report su RS Report compatto Data di inizio Disabilitazione/Abilitazione dei canali dati Funzione HOLDOFF Configurazione remota di idas Funzionamento remoto dell analizzatore Utilizzo di I/O esterni digitali Uscite di stato Ingressi di controllo Utilizzo di I/O esterni seriali Modalità operative del terminale Comandi di Help in Modo Terminale Sintassi dei comandi Tipi di dati Trasmissione dello stato Accesso remoto da Modem Password di sicurezza per l accesso alla porta COM Programma di controllo remoto APICOM Documentazione aggiuntiva per la comunicazione Utilizzo di M100E con una rete con protocollo Hessen Panorama generale del protocollo Hessen Configurazione delle porte COMM Attivazione del protocollo Hessen Selezione di un tipo di protocollo Hessen Impostazione del modo delle risposte con protocollo Hessen Identificativo gas con protocollo Hessen Impostazione dei flag di stato con protocollo Hessen Codice identificativo dello strumento PROCEDURE DI CALIBRAZIONE Preparazione alla calibrazione Apparati, Sorgenti e consumabili richiesti Zero Air Standard e tracciabilità degli Span Gas Tubi di permeazione Gas di calibrazione Dispositivi di registrazione dati Calibrazione manuale Verifiche manuali della calibrazione Calibrazione manuale con valvole Zero/Span v

6 7.5. Calibrazione manuale con l opzione IZS Verifiche manuali della calibrazione con valvole IZS o Zero/Span Calibrazione manuale nei modi Dual o Auto Range Calibrazione con chiusura dei contatti da remoto Calibrazione automatica (AutoCal) Qualità della calibrazione CALIBRAZIONE CON PROTOCOLLO EPA Requisiti per la calibrazione Equipaggiamento per la calibrazione Dispositivo di registrazione dati Standard raccomandati per stabilire la tracciabilità Calibrazione EPA tramite tubi di permeazione Frequenza di calibrazione Conservazione di record Riassunto dei controlli di assicurazione qualità Verifiche Calibrazioni di livello 1 rispetto al livello Verifiche dello zero e dello span Procedure per le verifiche di Zero/Span Procedure e verifiche delle calibrazioni di precisione Calibrazione di precisione Verifica della precisione Calibrazione dinamica dello span a multipoint Requisiti speciali di calibrazione per Dual Range e Auto Range Riferimenti MANUTENZIONE DELLO STRUMENTO Programma di manutenzione Diagnostica preventiva Procedure di manutenzione Sostituzione del filtro campione a particolato Sostituzione del tubo di permeazione IZS Sostituzione dello Zero Air Scrubber esterno Sostituzione degli Orifizii di Flusso Critici Verifica delle perdite di luce TEORIA DI FUNZIONAMENTO Principio di Misura Fluorescenza con luce UV di SO Il percorso della luce UV Lampada UV Il rivelatore di riferimento Il tubo foto moltiplicatore (PMT) Otturatore lampada UV & Offset di PMT Filtri ottici Lenti ottiche Interferenze nelle misure Interferenza diretta Assorbimento UV dell ozono Diluizione Estinzione da terzi corpi Inquinamento luminoso Funzionamento del sistema pneumatico Flusso del gas campione Gruppo di controllo flusso Orifizio di flusso critico Filtro a articolato Scrubber di idrocarburi (Kicker) Sensori pneumatici Sensore pressione del campione vi

7 Sensore flusso campione Funzionamento della parte elettronica CPU Disk On Chip Flash Chip Modulo Sensori Camera campione Circuito di riscaldamento della camera campione Tubo Foto-Moltiplicatore (PMT) Sistema di raffreddamento del modulo PMT Thermoelectric cooler (TEC) Scheda di controllo TEC Preamplificatore PMT Scheda sensori circuito pneumatico Scheda Relè Controllo Riscaldatori Controllo valvole LED di stato e circuito di Watch-dog Motherboard Conversione A/D Ingressi dei sensori Interfaccia Termistori Uscite analogiche I/O digitali esterni Bus dati I 2 C Circuito di avviamento Alimentazione/ Interruttore automatico Interfaccia di comunicazione Pannello frontale LED di stato dell analizzatore Tastiera Display Interfaccia Tastiera/Display Funzionamento del Software Filtro adattativo Calibrazione slope e offset Compensazione Temperatura/Pressione (TPC) Sistema interno di acquisizione dati (idas) RICERCA GUASTI E RIPARAZIONE Ricerca guasti generale Messaggi d avvertimento Diagnosi guasti con le Funzioni di Test Utilizzo delle funzioni Signal I/O per la diagnostica LED di stato Indicatore di stato della Motherboard (Watchdog) Indicatore di stato della CPU LED di stato della scheda Relé Problemi nel flusso dei Gas Problemi di flusso nullo o basso del campione Flusso elevato Problemi di Calibrazione Concentrazioni Negative Nessuna risposta Zero e Span instabili Impossibilità di eseguire lo Span Mancanza del tasto SPAN Impossibilità di eseguire lo Zero - Mancanza del tasto ZERO Risposta non lineare vii

8 Discrepanza fra uscita analogica e display Altri problemi di prestazione Rumore eccessivo Risposta lenta L analizzatore non appare sulla LAN e Internet Verifica dei Sottosistemi Controllo dettagliato della perdite di pressione Verifiche sul flusso del campione Scrubber di idrocarburi (KICKER) Verifica di perdite nello Scrubber Verifica dell efficienza dello Scrubber Configurazione dell alimentazione in AC Alimentatori in DC Bus I 2 C Interfaccia Tastiera/Display Scheda Relè Motherboard Funzioni A/D Tensioni delle uscite analogiche Uscite Status Input di controllo CPU Comunicazione in RS Ricerca guasti generale su RS Funzionamento con terminale o modem Sistema otturatore Sensore PMT Scheda Preamplificatore PMT Scheda di controllo temperatura PMT Punti di test di controllo TEC Alimentatore di Alta tensione - HVPS Gruppo sensori pneumatici Sensore pressione campione Opzione IZS Temperatura interna Temperatura di PMT Procedure di riparazione Sostituzione del Disk-On-Chip Sostituzione o aggiornamento della Flash EEPROM Riparazione e pulizia del modulo sensori Rimozione e reinstallazione del modulo sensori Pulizia della camera campione Pulizia delle lenti di PMT e del filtro PMT Sostituzione delle lenti /filtro UV Regolazione della lampada UV (Peaking the Lamp) Sostituzione della lampada UV Sostituzione di PMT, HVPS o TEC Calibrazione Hardware di PMT Assistenza tecnica NOZIONI FONDAMENTALI SULLE SCARICHE ELETTROSTATICHE Come nasce la carica elettrostica Come le cariche elettrostiche provocano danni Leggende circa i danni da ESD Principi base per il controllo delle cariche elettrostatiche Regole generali Procedure base anti-esd per la riparazione e manutenzione degli analizzatori viii

9 Attività al rack dello strumento Attività su un tavolo di lavoro anti-esd Trasferimento di componenti dal rack al banco di lavoro e viceversa Apertura dell imballo o imballaggio di componenti per l invio al centro assistenza Indice degli Allegati APPENDICE A-1: Alberi di menu del software, Revisione C APPENDICE A-2: Variabili di Setup disponibili via I/O seriale, Revisione C APPENDICE A-3 Messaggi di warning e funzioni di Test, revisione C APPENDIX A-4: Definizioni Signal I/O M100E, Revisione C APPENDICE A-5: Funzioni idas di M100E, Revisione C APPENDICE A-6: Designatori comandi per Terminale, Revisione C APPENDICE B Elenco delle parti di scorta per M100E Appendice C Questionario riparazione - M100E APPENDICE D SCHEMI ELETTRICI ix

10 Indice delle Figure Figura 3-1: Vista del pannello posteriore...10 Figura 3-2: Morsettiera Analog Out...11 Figura 3-3: Morsettiera Status...12 Figura 3-4: Morsettiera Control In...13 Figura 3-5: Schema del circuito pneumatico interno di M100E in configurazione standard...15 Figura 3-6: Connessioni pneumatiche Configurazione base con utilizzo del calibratore diluizione gas..17 Figura 3-7: Connessioni pneumatiche Configurazione di base con utilizzo di span-gas in bombole...17 Figura 3-8: Connessioni pneumatiche base con una delle opzioni valvola...19 Figura 3-9: Vista interna di M100E (unità base, senza opzioni valvola)...20 Figura 3-9: Pannello frontale significato dei campi...22 Figura 5-1: Opzione corrent loop installata sulla Motherboard...33 Figura 5-2: Schema pneumatico di M100E con opzione Z/S installata...35 Figura 5-3: Schema pneumatico di M100E con le opzioni IZS installate...36 Figura 5-4: Scheda Multidrop per M100E...39 Figura 5-2: Scheda Ethernet per M100E...40 Figura 5-2: Pannello posteriore con scheda Ethernet montata...40 Figura 6-1: Display del pannello frontale...43 Figura 6-2: Visualizzazione delle funzioni di TEST di M100E...46 Figura 6-3: Visualizzazione e cancellazione dei messaggi di warning di M100E...48 Figura 6-1: Morsettiera Analog Out...54 Figura 6-5: Configurazione per la calibrazione delle uscite analogiche...72 Figura 6-6: Configurazione per la calibrazione delle uscite in corrente...74 Figura 6-7: Assegnazione dei pin dei connettori COM1 e COM2 in modo RS Figura 6-8: Assegnazione dei pin dei connettori della CPU per COM1 e COM2 in modo RS Figura 6-10: Assegnazione pin sul connettore per COM2 in modo RS Figura 6-11: Assegnazione pin sul connettore della CPU per COM2 in modo RS Figura 6-12: Posizione di JP2 sulla scheda RS Multidrop (opzione 62)...93 Figura 6-13: Schema di interconnessione Host/Analizzatore con scheda RS232 Multidrop...94 Figura 6-14: Impostazione dei canali idas di default Figura 6-15: Interfaccia grafica APICOM per la configurazione di idas Figura 6-16: Configurazione di idas tramite un programma di emulazione terminale Figura 6-17: Morsettiera di uscita Status Figura 6-18: Ingressi di controllo con alimentazione 5V interna Figura 6-19: Ingressi di controllo con alimentazione 5V esterna Figura 6-20: Interfacci del programma di controllo remoto APICOM Figura 7-1: Connessioni per calibrazione manuale senza l opzione valvola Z/S o IZS Figura 7-2: Connessioni per calibrazione manuale con l opzione valvola Z/S installata Figura 7-3: Collegamenti per verifica manuale della calibrazione con opzioni valvola Z/S o IZS Figura 9-1: Assieme filtro campione a particolato Figura 9-2: Assieme Orifizio di Flusso Critico Figura 10-1: Assorbimento di UV Figura 10-2: Percorso della luce UV Figura 10-3: Costruzione della lampada UV Figura 10-4: Spettro di eccitazione lampada UV prima/dopo la filtrazione Figura 10-5: Larghezza di banda del filtro ottico di PMT Figura 10-6: Effetti della messa a fuoco della sorgente UV nella camera campione Figura 10-7: Flusso del gas in M100E e posizione dell orifizio di flusso critico Figura 10-8: Gruppo di controllo flusso e orifizio di flusso critico Figura 10-9: Scrubber degli idrocarburi (Kicker) Figura 10-10: Schema a blocchi dell elettronica di M100E x

11 Figura 10-11: Piastra CPU di M100E Figura 10-12: Modulo sensori di M100E Figura 10-13: Camera campione di M100E Figura 10-14: Gruppo di alloggiamento di PMT Figura 10-15: Concetto base di PMT Figura 10-16: Sistema di raffreddamento di PMT Figura 10-17: Schema a blocchi del Preamplificatore PMT Figura 10-18: Posizione dei Led di stato sulla scheda relè Figura 10-19: Schema a blocchi distribuzione alimentazione Figura 10-20: Schema a blocchi Interfacce Figura 10-21: Pannello frontale di M100E Figura 10-22: Schema a blocchi dell'interfaccia display e tastiera Figura 10-23: Funzionamento base del software Figura 11-1: Visualizzazione e cancellazione dei messaggi d avvertimento Figura 11-2: Esempio delle funzioni Signal I/O Figura 11-3: Led di Watchdog sulla Motherboard Figura 11-4: Semplice impianto per la verifica di perdite Figura 11-5: Connessioni per la verifica perdite sullo scrubber di idrocarburi Figura 11-6: Posizione del blocco ponticelli di configurazione alimentazione sulla scheda relè Figura 11-7: Connessioni elettriche e pneumatiche del modulo sensori Figura 11-8: Viti di montaggio del modulo sensori Figura 11-9: Supporti montaggio del modulo sensori Figura 11-10: Vite esagonale tra l alloggiamento lenti e la camera Figura 11-11: Alloggiamento lenti UV / Filtro Figura 11-12: Esploso dell alloggiamento filtro UV di PMT Figura 11-13: Smontaggio del gruppo otturatore Figura 11-14: Gruppo otturatore Vista esplosa Figura 11-15: Posizione del potenziometro del rivelatore di riferimento UV Figura 11-16: Gruppo PMT Vista esplosa Figura 11-17: Layout della scheda preamplificatore Figura 12-1: Carica triboelettrica Figura 12-2: Stazione di lavoro base anti ESD xi

12 Indice delle Tabelle Tabella 2-1: Caratteristiche tecniche del Modello 100E di base...5 Tabella 3-1: Assegnazione dei pin sulla morsettiera Analog Output...11 Tabella 3-2: Segnali delle uscite di stato...12 Tabella 3-3: Segnali degli ingressi di controllo...13 Tabella 3-4: Denominazione dei raccordi di entrata/uscita...15 Tabella 3-5: NIST-SRM per la tracciabilità dei gas SO 2 di calibrazione...16 Tabella 3-6: Pannello frontale durante il preriscaldamento...22 Tabella 3-6: Messaggi d avvertimento possibili all avviamento...23 Tabella 5-1: Stati operativi delle valvole Z/S...35 Tabella 5-2: Stati operativi delle valvole dell opzione IZS...37 Tabella 6-1: Modi operativi dell analizzatore...44 Tabella 6-2: Funzioni di test definite...45 Tabella 6-3: Elenco dei messaggi d avvertimento...47 Tabella 6-4: Caratteristiche e funzioni del menu Setup primario...50 Tabella 6-5: Caratteristiche e funzioni del menu Setup secondario...50 Tabella 6-6: Nomi delle variabili (VARS) - Revisione C Tabella 6-7: Funzioni diagnostiche di M100E (DIAG)...64 Tabella 6-8: DIAG Funzioni di Analog I/O...67 Tabella 6-9: Gamme di tensione delle uscite analogiche...67 Tabella 6-10: Gamma di Current Loop sulle uscite analogiche...68 Tabella 6-11: Assegnazione dei pin su Analog Out...68 Tabella 6-12: Tolleranze di tensione per la calibrazione delle uscite analogiche...71 Tabella 6-13: Calibrazione dell uscita in Current Loop mediante resistenza...74 Tabella 6-14: Parametri di test disponibili per l uscita analogica A Tabella 6-15: Indicatori di stato Ethernet...87 Tabella 6-16: Proprietà di configurazione LAN/INternet...88 Tabella 6-17: Funzione dei tasti per la configurazione INternet...92 Tabella 6-18: Modi di comunicazione della porta COM...95 Tabella 6-19: Indicazioni di stato di idas sul LED del pannello frontale...99 Tabella 6-20: Proprietà dei canali dati idas Tabella 6-21: Funzioni dei parametri dati di idas Tabella 6-22: Assegnazione di pin sull uscita Status Tabella 6-23: Assegnazione pin di Control In Tabella 6-24: Comandi Software in Modo Terminale Tabella 6-25: Tipi di comando Tabella 6-26: Documenti per Interfaccia seriale Tabella 6-27: Parametri di comunicazione per il protocollo Hessen Tabella 6-28: Modi di risposta con protocollo Hessen Tabella 6-29: Assegnazioni dei bit di stato con protocollo Hessen Tabella 7-1: NIST-SRM dispnibili per la tracciabilità dei gas di calibrazione SO Tabella 7-2: Modi di AutoCal Tabella 7-3: Parametri di impostazione attributi di AutoCal Tabella 7-4: Esempio di sequenza di Auto-Cal Tabella 7-5: Valutazione della qualità dei dati di calibrazione Tabella 8-1: Matrice delle attività per equipaggiamento di calibrazione e sorgenti EPA Tabella 8-2: Matrice delle attività per la procedura di calibrazione Tabella 8-3: Matrice delle attività per le verifiche di assicurazione qualità Tabella 8-4: Definizione di Livello 1 e Livello 2 per le verifiche di Zero e Span Tabella 9-1: Programma della manutenzione preventiva per M100E Tabella 9-2: Utilizzo predittivo delle funzioni di Test Tabella 10-1: Led di stato della scheda relè xii

13 Tabella 10-2: LED di stato del pannello frontale Tabella 11-1: Messaggi d errore Guasti segnalati Tabella 11-2: Funzioni di test Possibili cause per valori fuori range Tabella 11-3: LED di stato della scheda relé Tabella 11-4: Punti di Test in DC e codice a colori del cablaggio Tabella 11-5: Valori delle tensioni DC accettabili Tabella 11-6: Driver della scheda relé Tabella 11-7: Funzione di test delle uscita analogiche Valori nominali Tabella 11-8: Pin delle uscite di stato Tabella 11-9: Esempio di uscite dell alimentatore HVPS Tabella 11-10: Esempi di valori di uscita lampada UV Tabella 12-1: Generazione di tensioni statiche nelle diverse attività Tabella 12-2: Sensibilità dei dispositivi elettronici a danni per ESD xiii

14

15 1. DOCUMENTAZIONE DI M100E 1.1. Documentazione disponibile T-API vi ringrazia per avere scelto l Analizzatore a fluorescenza UV di SO 2, Modello 100E. La documentazione per questo strumento è disponibile in diversi formati: A stampa, codice In formato elettronico su CD-ROM, codice Il manuale elettronico è nel formato di Adobe Systems Inc. Portable Document Format. Il software PDF reader può essere scaricato da internet, La versione elettronica del manuale presenta diversi vantaggi: Funzionalità di ricerca di parole chiave e frasi. Figure e Tabelle sono collegate in modo che facendo clic sul numero della Figura verrà visualizzato il grafico relativo o aprire il sito web. Alla sinistra del testo compare l elenco di Capitoli e Sezioni Le voci dell indice sono collegate alla relativa pagina nel manuale. Possibilità di stampare sezioni (o tutto) del manuale. Documentazione aggiuntiva per L Analizzatore di fluorescenza UV di SO 2 Modello 100E è disponibile presso il sito web di T-API APIcom Software Manual p/n Multidrop Manual p/n DAS Manual p/n Struttura del manuale 1.0 Indice dei Contenuti Riassume i contenuti del manuale seguendo l ordine in cui le informazioni vengono presentate. Permette una buona visione d insieme degli argomenti trattati nel manuale. Sono inclusi anche un indice delle Tabelle, delle Figure e degli Appendici. Nella versione elettronica del manuale, facendo clic su una determinata voce in una di queste tabelle, porta immediatamente alla sezione desiderata. 1

16 2.0 Caratteristiche tecniche e garanzia Questa sezione contiene l elenco delle caratteristiche tecniche dell analizzatore, una descrizione delle condizioni e della configurazione con cui è stata ottenuta l omologazione EPA e le note di garanzia di Project. 3.0 Per iniziare Un insieme conciso di istruzioni per disimballare l analizzatore, installarlo e avviarlo la prima volta. 4.0 Domande Ricorrenti e Glossario Risposte alle domande più frequenti sul funzionamento dell analizzatore; contiene anche un glossario degli acronimi e dei termini tecnici. 5.0 Hardware & Software opzionali Una descrizione delle varie opzioni disponibili che aggiungono delle funzionalità all analizzatore. 6.0 Istruzioni operative Questa sezione include le istruzioni dettagliate per il funzionamento dell analizzatore. 7.0 Procedure di calibrazione Informazioni generali e istruzioni dettagliate per la calibrazione dell analizzatore. 8.0 Calibrazione con Protocollo EPA Informazioni specifiche relative ai requisiti di calibrazione per gli analizzatori utilizzati nelle applicazioni di monitoraggio EPA. 9.0 Manutenzione Descrizione delle procedure di manutenzione preventiva da eseguire con regolarità sullo strumento per mantenerlo al massimo delle condizioni operative. Questa sezione comprende anche delle informazioni sull uso di idas, utile per anticipare possibili guasti ai componenti prima che si verifichino Teoria di funzionamento Una discussione approfondita dei vari principi operativi con cui l analizzatore opera, oltre che una descrizione di come i vari sottosistemi di elettronica, meccanica e pneumatica dello strumento funzionano e interagiscono fra loro. Un attenta lettura di questa sezione è utilissima per apprendere il funzionamento dello strumento Individuazione dei guasti e riparazione Questa sezione include dei suggerimenti e istruzioni per diagnosticare i problemi con lo strumento, come un rumore eccessivo o deriva. Include anche delle istruzioni sull esecuzione di alcune semplici riparazioni ai principali sottosistemi dello strumento. 2

17 11.0 Innesco di scariche elettrostatiche Questa sezione descrive come nasce l'elettricità statica; perché è di significativo interesse, come evitarla e come evitare che le scariche ESD possano influenzare il funzionamento sicuro e preciso dell analizzatore. Appendici Per renderne l accesso più facile ed avere un aggiornamento migliore, alcune informazioni sono state separate e poste in una serie di appendici in coda al manuale, fra cui: alberi dei menù del software, messaggi d avvertenza; definizioni di variabili idas & I/O Seriale; elenchi delle parti di ricambio; questionario per la riparazione; disegni di interconnessione e schemi elettrici e pneumatici dettagliati Come utilizzare il manuale All interno del manuale, le parole stampate in grassetto e maiuscolo come SETUP o ENTR rappresentano dei messaggi come compaiono sul display del pannello frontale dell analizzatore. I diagrammi di flusso in questo manuale contengono le rappresentazioni tipiche del display dell analizzatore durante i funzionamenti descritti. Queste rappresentazioni non sono necessariamente esatte e possono differire leggermente dalla visualizzazione reale sul display del vostro strumento. NOTA: All interno di questo manuale, le parole stampate in lettere in carattere maiuscolo e GRASSETTO, quali SETUP o ENTR rappresentano i messaggi come compaiono sul display del pannello anteriore dell analizzatore. NOTA: I diagrammi di flusso riportati in questo manuale contengono rappresentazioni tipiche del display dell'analizzatore durante le varie operazioni che sono descritte. Queste rappresentazioni non sono da prendere come esatte e possono differire da quelle effettive riportate sul display del vostro strumento Le note di attenzione con i simboli speciali come questo possono comparire all interno del manuale e indicano operazioni pericolose che richiedono personale tecnico addestrato o una particolare attenzione. 3

18 APPUNTI PER L OPERATORE 4

19 2. CARATTERISTICHE TECNICHE, OMOLOGAZIONI EPA, GARANZIA 2.1. Caratteristiche tecniche Tabella 2-1: Caratteristiche tecniche del Modello 100E di base Scala Min/Max (Uscita analogica fisica) Unità di misura Rumore sullo zero (1) Rumore di Span (1) Limite inferiore rivelabile (2) Deriva dello zero (24 ore) Deriva dello zero (7 giorni) Deriva di Span (7 giorni) Linearità Precisione Coefficiente di temperatura < 0.1 % per C Coefficiente di tensione Tempo di ritardo (1) Tempo di salita/discesa (1) Passi da 1ppb da 50ppb a ppb, doppia scala o ricerca automatica del fondo scala ppb, ppm, µg/m 3, mg/m 3 (selezionabile dall operatore) 0.2 ppb RMS 0.2 ppb RMS 0.04 ppb < 0.5 ppb 1 ppb < 0.5% su tutta la scala 1% su tutta la scala 0.5% della lettura < 0.05 % per V 20 sec 95% in <100 sec Velocità flusso campione 650 cm 3 /min. ± 10% Campo di temperatura 5-40 C Campo di umidità Dimensioni (AxLxP) Peso (versione base) Alimentazione AC Alimentazione, con pompa esterna Condizioni ambientali 0-95% RH, senza condensa 7" x 17" x 23.5" (178 mm x 432 mm x 597 mm) 45 lb (20,5 kg) senza pompa interna 100V 50/60 Hz (3.25A), 115 V 60 Hz (3.0A), V 50/60 Hz (2.5A) 100V 50/60 Hz (3.25A), 115 V 60 Hz (3.0A), V 50/60 Hz (2.5A) Categoria di installazione (Over voltage Category) II Grado di inquinamento 2 Uscite analogiche 3 Escursioni dell uscita analogica 100 mv, 1 V, 5 V, 10 V; loop isolato di corrente 2-20 o 4-20 ma Tutti i campi con 5% dentro/fuori campo Risoluzione uscita analogica 1 parte su 4096 della tensione a fondo scala selezionata Uscite di stato 8 uscite di stato tramite opto-isolatori Ingressi di controllo 6 ingressi di controllo, 3 definiti, 3 di riserva I/O seriali 1 RS-232; 1 RS-485 (2 connettori in parallelo) Baud Rate : (interfaccia Ethernet opzionale) Certificazioni EN61326 (1997 w/a1: 98) Class A, FCC Part 15 Subpart B Section Class A, ICES-003 Class A (ANSI C ) & AS/NZS 3548 (w/a1 & A2; 97) Class A. IEC :90 + A1:92 + A2:95, (1) Come definito da USEPA (2) Definito da USEPA come due volte il livello di rumore sullo zero 5

20 2.2. Condizioni di omologazione EPA L analizzatore Modello 100E è definito come Reference Method Number EQSA per la norma 40 CFR Part 53, quando è fatto funzionare nelle seguenti condizioni: Range: qualsiasi campo di scala da 50 a 10 ppm (parti per milione) Temperatura ambiente da 5 a 40 C Tensione di alimentazione di o VAC, 50/60 Hz Filtro campione:equipaggiato con elemento di filtro PTFE nel gruppo filtro interno Flusso campione di 650 ± 65 cc/min Pompa vuoto (interna) con capacità di 14 in-hg a 2 litri standard per minuto (slpm) o superiore Impostazioni software: Dynamic span Dynamic zero Dilution factor AutoCal Dual range Auto-range Compensazione Temp/Pressione OFF OFF OFF ON o OFF ON o OFF ON o OFF ON In queste condizioni, l analizzatore può funzionare con o senza le opzioni seguenti: Montaggio a rack con o senza slitte Montaggio a rack per pompa esterna Opzioni valvola Zero/Span Opzione Internal Zero/Span (IZS) con: Tubo di permeazione SO 2-0.4ppm a 0.7 litri per minuto; omologato/non omologato Tubo di permeazione SO 2-0.8ppm a 0.7 litri per minuto; omologato/non omologato In condizioni di omologazione, l opzione IZS non può essere utilizzata come sorgente di calibrazione. Uscite analogiche isolate 4-20mA Uscite di stato Ingressi di controllo Uscita RS-232 Uscita Ethernet Zero-air scrubber Uscita isolata 4-20 ma 6

21 2.3. Conformità con la marcatura CE Conformità alle emissioni Gli analizzatori di Diossido di Zolfo Teledyne-Advanced Pollution Instrumentation M100E sono stati testati e trovati pienamente conformi a: EN61326 (1997 w/a1: 98) Class A, FCC Part 15 Subpart B Section Class A, ICES- 003 Class A (ANSI C ) & AS/NZS 3548 (w/a1 & A2; 97) Class A. Testati tra il 21 Febbraio 2003 e 08 Marzo 2003 a presso CKC Laboratories, Inc., Report Number CE03-021A. Conformità alla sicurezza Gli analizzatori di Diossido di Zolfo Teledyne-Advanced Pollution Instrumentation M100E sono stati testati e trovati pienamente conformi a: IEC :90 + A1:92 + A2:95 Emessa da CKC Laboratories il 4 Aprile 2003, Report Number WO Garanzia Il presente manuale, tradotto in lingua italiana, ho lo scopo di semplificare la consultazione, da parte dell operatore, delle procedure tecniche di utilizzo dell analizzatore. Questa versione, tradotta in lingua italiana, non sostituisce il manuale originale che deve obbligatoriamente accompagnare lo strumento ed essere di riferimento ogniqualvolta ci sia un dubbio di interpretazione. Le condizioni di garanzia sono esclusivamente quelle previste dal contratto di fornitura della Project Automation. Appunti per l operatore: 7

22

23 3. PER INIZIARE 3.1. Apertura dell imballo e configurazione iniziale ATTENZIONE Per evitare danni, si consiglia che siano sempre due persone a sollevare e trasportare l analizzatore. 1. Verificare che non ci siano segni evidenti di danni esterni di spedizione. Nel caso, informare prima lo spedizioniere e quindi Project Automation. 2. Incluso con l analizzatore, viene fornita una stampa (modulo 04551) della caratterizzazione finale delle prestazioni eseguita sullo strumento presso la fabbrica. Questo documento costituisce un importante documento di garanzia qualità e della calibrazione dello strumento; va quindi conservato con gli altri documenti che certificano la qualità dello strumento. 3. Rimuovere con attenzione il coperchio superiore dell analizzatore e controllare eventuali danni interni da trasporto. Rimuovere la vite di fissaggio posta in alto al centro del pannello posteriore. Rimuovere le viti che fissano il coperchio superiore dell unità (quattro per lato). Sollevare il coperchio tenendolo diritto. Non farlo scorrere all indietro. NOTA Sui circuiti stampati PCA (Printed Circuit Assembly) sono presenti componenti sensibili a scariche elettrostatiche (ESD). Prima di manipolare queste piastre, toccare una parte in metallo del telaio per scaricare eventuali potenziali elettrostatici, o indossare un braccialetto opportunamente connesso a terra. Vedi Cap. 12 per maggiori informazioni Non scollegare mai le schede PCA, i collegamenti di cablaggio o i sottoinsiemi elettronici mentre lo strumento è sotto tensione. 4. Ispezionare l interno dello strumento per accertarsi che tutte le schede e gli altri componenti siano in buone condizioni e correttamente posizionati. 5. Controllare i connettori dei vari cablaggi interni e delle parti pneumatiche per accertarsi che siano inseriti in modo corretto ed efficace. 6. Verificare che siano installati tutti gli eventuali componenti hardware opzionali ordinati assieme all unità. Questi componenti sono elencati nella documentazione (modulo 04551) che accompagna l analizzatore. 9

24 SPAZIO PER LA VENTILAZIONE: Sia con l analizzatore posizionato su un tavolo che installato in un rack strumenti, occorre che sia mantenuto un certo spazio libero intorno all analizzatore per consentire la ventilazione ed assicurare il suo corretto funzionamento. Zona Dietro lo strumento Ai lati dello strumento Sopra e sotto lo strumento Distanza minima richiesta 10 cm / 4 in 2.5 cm / 1 in 2.5 cm / 1 in Sono disponibili vari kit di montaggio a rack dello strumento. Vedi capitolo 5 per ulteriori informazioni Connessioni elettriche ATTENZIONE Verificare i valori di tensione e frequenza riportati sull'etichetta posta sul pannello posteriore dello strumento (vedi Fig. 3.1) prima di inserire il cavo di alimentazione in una presa. ATTENZIONE Il cavo di alimentazione deve avere un collegamento a terra funzionale. Non staccare il filo di terra sulla spina del cavo. Spegnere l analizzatore prima di collegare o scollegare un sottoinsieme elettrico. Non lavorare senza coperchio. Figura 3-1: Vista del pannello posteriore 10

25 Connessioni delle uscite analogiche Collegare un registratore a carta e/o un data-logger ai contatti opportuni previsti sulla morsettiera delle uscite analogiche posta sul pannello posteriore dell analizzatore. Figura 3-2: Morsettiera Analog Out I canali A1 e A2 forniscono un segnale che è proporzionale alla concentrazione SO 2 del gas campione. L uscita contrassegnata con A3 è particolare; può essere configurata dall utente (vedi punto ) per fornire uno qualsiasi dei parametri accessibili tramite i tasti <TST TST> del display del pannello frontale. L assegnazione dei pin della morsettiera Analog Out è riportata in tabella 3-1. Tabella 3-1: Assegnazione dei pin sulla morsettiera Analog Output Pin Uscita analogica Tensione di uscita Opzione Current Loop 1 A1 V Out I Out + 2 Terra I Out - 3 A2 V Out I Out + 4 Terra I Out - 5 A3 V Out I Out + 6 Terra I Out - 7 A4 V Out Non disponibile 8 Terra Terra Non disponibile La configurazione di default della tensione delle uscite analogiche di M100E è 0-5 VCC. Per modificare queste impostazioni, vedere punto Per ciascuna uscita è disponibile il modo current loop opzionale. (vedi punto 5.2) Connessione delle uscite di Stato Le uscite di stato dell analizzatore sono accessibili tramite una morsettiera a 12 pin sul pannello posteriore e contrassegnata con STATUS. Queste uscite sono utilizzate per interfacciare un dispositivo che accetta input digitali a chiusura di contatto, es. i PLC (Programmable Logic Controller). è possible accedere tramite un connettore a 12 pin sul pannello posteriore dell analizzatore identificato con STATUS. 11

26 STATUS D + SYSTEM OK CONC VALID HIGH RANGE ZERO CAL SPAN CAL DIAGNOSTIC MODE Connect to Internal Ground of Monitoring Device Figura 3-3: Morsettiera Status NOTA La maggior parte di PLC sono protetti da eccesso di corrente derivata all ingresso. Se si connette invece ad una unità che non dispone di questa protezione, occorre inserire in serie una resistenza che limiti la corrente circolante sull uscita a transistore ad un valore < 50 ma (120 Ω per alimentazione a 5V) Tabella 3-2: Segnali delle uscite di stato Uscita Stato Condizione 1 SYSTEM OK ON se non sono presenti guasti. 2 CONC VALID OFF ogni volta che la funzione hold-off è attiva, es. durante la calibrazione o quando altri guasti presenti potrebbero invalidare la misura della concentrazione corrente) (es.: velocità del flusso di campione al di fuori dei limiti accettabili. ON se la misurazione di concentrazione è valida 3 HIGH RANGE ON se l unità è nella scala alta del modo Auto Range. 4 ZERO CAL ON quando è nel modo calibrazione del punto di ZERO. 5 SPAN CAL ON quando è nel modo calibrazione del punto di SPAN. 6 DIAG MODE ON quando lo strumento è in modalità DIAGNOSTIC. 7 RISERVA 8 RISERVA D EMITER BUSS Gli emettitori dei transistori sui pin 1-8 sono messi insieme. + DC POWER Uscita + 5 VDC, 300 ma (valore combinato con l uscita Control, se utilizzata) Digital Ground Il livello di terra dell alimentazione DC interna dell analizzatore. 12

27 Connessione degli ingressi di controllo Se si vuole utilizzare l analizzatore per attivare da remoto le modalità di calibrazione dello Zero e dello Span, sono disponibili diversi Ingressi di Controllo su una morsettiera a 10-pin contrassegnata con CONTROL IN e posta sul pannello posteriore. Ci sono forniti due metodi per alimentare gli ingressi di controllo. L utilizzo del +5V interno disponibile sulla morsettiera CONTROL IN è il modo più conveniente. Altrimenti, se è richiesto un segnale completamente isolato, è possibile utilizzare un alimentazione esterna 5VCC. CONTROL IN CONTROL IN A B C D E F U + A B C D E F U + ZERO CAL SPAN CAL ZERO CAL SPAN CAL 5 VDC Power - Supply + Local Power Connections External Power Connections Figura 3-4: Morsettiera Control In Tabella 3-3: Segnali degli ingressi di controllo Input Stato Condizione di On A B C, D E, F U REMOTE ZERO CAL REMOTE SPAN CAL RISERVA Terra digitale Alimentazione esterna degli ingressi + Uscita +5VCC L Analizzatore è messo in modalità Zero Calibration. Il campo mode del display indicherà ZERO CAL R. L Analizzatore è messo in modalità calibrazione Span che fa parte della Low Zero Calibration. Il campo mode del display indicherà LO CAL R. Punto di terra degli alimentatori interni dell analizzatore (lo stesso dello chassis). Pin di ingresso della tensione +5VCC necessaria per attivare gli ingressi A - F Sorgente interna +5VCC utilizzata per attivare gli ingressi di controllo A - F; occorre fare un ponticello al pin U. La corrente massima disponibile è 300 ma (in combinazione con l alimentazione delle uscite analogiche, se utilizzata) 13

28 Connessione delle porte seriali Se si desidera utilizzare una delle due porte seriali dell analizzatore, fare riferimento ai punti 6.10 e 6.12 di questo manuale per quanto riguarda le istruzioni di configurazione e di utilizzo Connessione ad una LAN o ad Internet Se lo strumento dispone di una scheda Ethernet Teledyne Instruments (Opzione 63), inserire un lato del cavo 7 CAT5 fornito con l opzione nel punto opportuno sul pannello posteriore dello strumento (vedi Figura 5-6 al punto 5.5.3) e l altro lato in una qualsiasi porta di accesso Ethernet Connessione ad una Rete Multidrop Se lo strumento dispone di una scheda multidrop RS-232 Teledyne Instruments (Opzione 62), consultare il punto per le istruzioni di configurazione. 14

29 Connessioni pneumatiche ATTENZIONE Per evitare che la polvere entri all interno, l analizzatore viene spedito con dei piccoli tappi inseriti su tutti i raccordi pneumatici del pannello posteriore. Assicurarsi che tutti questi tappi antipolvere siano tolti prima di collegare le linee di scarico e di alimentazione del gas. Tabella 3-4: Denominazione dei raccordi di entrata/uscita Etichette sul pannello posteriore Sample Exhaust Zero Air Funzione Collegare il gas di campione all'analizzatore. Durante il funzionamento dell'analizzatore senza l opzione zero/span, questo è inoltre l'ingresso per tutti i gas di calibrazione. Collegare la linea di scarico gas a questa porta e dirigerla all esterno dello shelter o fuori dall area dello strumento Sulle unità con opzione zero/span valve o IZS installata, questo raccordo consente di collegare il gas zero air o la cartuccia zero air all'analizzatore, La figura 3-5 mostra lo schema pneumatico di M100E nella sua configurazione standard. Per le versioni di strumento con le differenti opzioni zero/span valve installate, fare riferimento alle figure 5-2 e 5-3. Riferirsi sempre a questi schemi anche per quanto riguarda la ricerca guasti o per capire nell insieme le caratteristiche dell analizzatore. EXHAUST GAS OUTLET KICKER EXHAUST TO PUMP INSTRUMENT CHASSIS PUMP HYDROCARBON SCRUBBER (KICKER) SAMPLE GAS INLET SAMPLE CHAMBER SAMPLE FILTER PMT UV LAMP ZERO AIR INLET EXHAUST TO OUTER LAYER OF KICKER SPAN GAS INLET VACUUM MANIFOLD FLOW CONTROL ASSY SAMPLE PRESSURE SENSOR FLOW SENSOR FLOW / PRESSURE SENSOR PCA Figura 3-5: Schema del circuito pneumatico interno di M100E in configurazione standard 15

30 Gas di calibrazione ZERO AIR Un gas che è simile in composizione chimica all atmosfera terrestre ma senza il gas da misurare, in questo caso SO2. Se l analizzatore è equipaggiato con una opzione IZS o con un sistema di lavaggio zero air scrubber esterno, è allora in grado di generare dall aria ambiente il gas di calibrazione zero air. Per analizzatori senza le opzioni IZS o zero air scrubber esterno, può essere utilizzato un generatore di zero air, es. il modello 701 Teledyne Instruments. SPAN GAS Un gas specificamente mescolato per avere una composizione chimica uguale a quella del gas che viene misurato a quasi fondo scala del campo di misura desiderato. In questo caso, per la misura di SO2 con l analizzatore M100E, si raccomanda di utilizzare uno span gas con una concentrazione di SO2 pari al 90% del campo di misurazione per la vostra applicazione. Per esempio, se l applicazione è quella di misurare tra 0 ppm e 500 ppm, una concentrazione di span gas appropriata potrebbe essere 450 ppb di SO2. Sono disponibili in commercio bombole di gas SO 2 calibrato tracciabile secondo le specifiche di NIST-Standard Reference Material (detti anche gas di calibrazione con protocollo SMR o EPA). La tabella 3-5 elenca i numeri di riferimento specifici NIST-SRM per le diverse concentrazioni di SO 2. Alcune applicazioni, come il monitoraggio EPA, richiedono una calibrazione su più punti dove sono necessari span gas di differente concentrazione. Si raccomanda di utilizzare bombole di gas SO 2 calibrato di maggiore concentrazione combinato con un calibratore di diluzione gas come il modello 700 T-API. Questo tipo di calibratore mescola in modo preciso un gas di alta concentrazione con zero air (entrambe fornite esternamente) e produce esattamente lo span gas nella concentrazione voluta. Con questo modello, i profili di linearità possono essere automatizzati e messi in funzione di notte senza sorveglianza. Tabella 3-5: NIST-SRM per la tracciabilità dei gas SO 2 di calibrazione NIST-SRM a 1694a 1661a TIPO Diossido di zolfo in N 2 Diossido di zolfo in N 2 Diossido di zolfo in N 2 CONCENTRAZIONE NOMINALE 50 ppm 100 ppm 500 ppm 16

31 Connessioni pneumatiche Le figure 3-5 e 3-6 mostrano le configurazioni più comuni per le linee di alimentazione e di scarico dei gas sull'analizzatore modello 100E. Fare riferimento alla figura 3-1 per le posizioni dei collegamenti pneumatici sul pannello posteriore ed alla tabella 3-4 per la denominazione. NOTA I gas di calibrazione e di campione devono entrare in contatto soltanto con materiali PTFE (Teflon) o, vetro. Non devono invece entrare in contatto con materiali FEP o di acciaio inossidabile. MODEL 701 Zero Air Generator MODEL 700 Gas Dilution Calibrator (with Ozone Bench Option) Source of SAMPLE Gas Removed during Calibration VENT here if sample gas is supplied under pressure Calibrated SO2 GAS (At high concentration) VENT Sample Exhaust Span MODEL 100E Zero Air Figura 3-6: Connessioni pneumatiche Configurazione di base con utilizzo del calibratore diluizione gas MODEL 701 Zero Air Generator 3-way Valve Source of SAMPLE Gas Removed during Calibration VENT here if sample gas is supplied under pressure Calibrated SO2 GAS (At high concentration) VENT Needle valve to control flow Sample Exhaust Span MODEL 100E Zero Air Figura 3-7: Connessioni pneumatiche Configurazione di base con utilizzo di spangas in bombole 17