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   第 1 章  概述

5101DX是合肥超純儀表公司新一代全中文微機型高檔儀表，具有全中文顯示、中文菜單式操作、全智能、多功能、測量性能高、環境適應性強等特點。可廣泛應用于火電、化工化肥、冶金、環保、制藥、生化、食品和自來水等溶液中電導率值的連續監測。

二次表配上常數為1.0或10的電極可測量一般液體的電導率；配上0.1或0.01的電極，能準確測量純水或超純水的電導率，特別適用于電廠鍋爐給水和蒸汽冷凝水等高純水電導率的在線連續監測。

基本功能及特點

全中文顯示,界面友好：采用高分辨率的點陣圖型液晶顯示模塊,所有的數據、狀態和操作提示都是中文顯示,*沒有廠家自己定義的符號或代碼。

簡單的菜單結構，文本式的人表對話：與傳統的儀表相比,5101D功能增加了很多,由于采用了分門別類的菜單結構,類似微機的操作方法,使用起來更清晰、方便。不必記憶操作步驟和操作順序,可以不用說明書,按照屏幕上的提示就可操作。

全智能化：5101DX中文在線電導率儀采用高精度AD轉換和單片機微處理技術，能完成電導率測量、溫度測量、溫度自動補償、量程自動轉換、儀表自檢等多種功能。

抗干擾能力強：電流輸出采用光電耦合隔離技術，抗干擾能力強，實現遠傳。具有良好的電磁兼容性。

25℃折算：對當前溫度下的電導率值進行25℃折算，實現了顯示25℃時的電導率值，特別適合電廠多種水質的測量。

自動量程轉換：在電極所覆蓋的測量范圍內實現量程自動轉換。

RS485通訊接口：可方便聯入計算機進行監測和通訊。

相敏檢波：消除導線對電導率測量的影響。

自動轉換測量頻率：避免電極極化，提高測量精度。

 (超)純水的自動補償：對于超純水,實現了顯示25℃時的電導率自動溫度補償。

防程序飛死：看門狗程序確保儀表不會死機，這是在線式儀表的基本要求。

輸出電流設置與檢查功能：手動電流源功能,可檢查和任意設定輸出電流值,方便檢測記錄儀和下位機。

第二章  技術指標

1、標準：JB/T 6855-93《工業電導率儀》；

2、中文液晶顯示，中文操作界面；

3、電導率測量范圍：0.01～30μS/cm（配0.01電極）；

0.1～300μS/cm（配0.1電極） ；

1.0～3000μS/cm（配1.0 電極）；

10～30000μS/cm（配10.0電極）；

注：寬范圍：電極常數x (10～20000) μS/cm（訂貨）；

4、電子單元基本誤差：電導率：±0.5%FS ，溫度： ±0.3℃(0～60℃)； 

5、自動溫度補償范圍： 0～99.9℃ ，25℃為基準溫度；

6、被測水樣：0～99.9℃ ，0.6MPa；

7、儀器基本誤差：電導率：±1.0%FS，溫度：±0.5℃(0～60℃)；

8、電子單元自動溫度補償誤差：±0.5%FS；

9、電子單元重復性誤差：± 0.2%FS±1個字；

10、電子單元穩定性：±0.2%FS±1個字/24h；

11、電流隔離輸出： 4～20 mA（負載<750Ω ）；

12、輸出電流誤差：≤±1%FS；

13、電子單元環境溫度影響誤差: ≤±0.5%FS；

14、電子單元電源電壓影響誤差: ≤±0.3%FS；

15、報警繼電器：AC220V、7A；

16、RS485通訊接口（選配）；

17、電源：AC220V±22V ，50Hz±1Hz；可選配DC24±2.4V,1A供電；

18、防護等級：IP65；

19、數據連續掉電保存時間:10年；

20、外形尺寸：96（長）×96（寬）×110（深）mm；

開孔尺寸：92×92mm；

21、重量： 0.8kg ；

22、工作條件：環境溫度0～60℃   相對濕度<85%；

23、可配0.01、0.1、1.0、10.0四種電導電極。

第三章 電極的選擇與使用

根據被測水樣電導率的大小范圍，選擇常數合適的電極是準確測量的關鍵。特別是對純水（<3μS/cm）和超純水(<1μS/cm)的測量，應用0.1或0.01的電極，必要時還要加上密閉測量槽，才能作到準確的測量，否則將產生較大的誤差。

選擇電極的基本原則：根據被測水樣電導率的大小范圍，參照下表選擇常數合適的電極。在選擇電極時，易出現的錯誤是“選擇大常數的電極測低電導”。如選1.0的電極測<3μS/cm的水樣，這不可能得到準確的值。因為低電導介質的導電性很差，若再用大常數的電極去測量，則只會得到更微弱且不穩定的電信號，勢必大幅度增加測量誤差。

5101D配上各種電極后的測量范圍

超出上表所列測量范圍進行測量時，誤差將會有所增大。

當介質電導率值>100μS/cm時，宜用常數為1.0或10的鉑黑電極測量以增大有效面積，使電極表面的電流密度顯著下降，以有效削弱介質是濃溶液時容易產生的電極極化影響。

儀表中設置的電極常數必須與電極上所標的常數一致。如所配電極上標注的電極常數為0.1020，則儀表里設置的電極常數必須為0.1020。

第四章  儀器的安裝

4.1  開箱

5101DX中文在線電導率儀由二次表和傳感器兩部分組成，電極常數分為0.01、0.1、1.0、10、30五種，用戶可根據需要選購。用戶開箱時,請按裝箱單核對儀器的數量、規格及附件，若數量不對或型號不符，請與廠家或銷售商聯系。

1、5101DX二次表                     一臺

2、電導電極（用戶選定）            一支

3、使用說明書                      一本

4、合格證                          一份

5、附件

4.2 二次表的尺寸與安裝

        儀表可安裝在遠離現場的監控室，也可與測量池一起安裝在現場。所需的連線從二次表后面接線柱引出。

二次表的外形及開孔尺寸見圖： 

儀表外形尺寸：96 * 96 * 110mm ；

開孔尺寸：92 * 92mm 

安裝時應注意：

1、儀表與測量池的距離越近越好。一般不要超過20米，將二次表固定在合適視平線上，表面要保持清潔、干燥、避免水滴直濺，必須有良好的接地。

2、電極與儀表的連接電纜不要與電源線近距離平行敷設，以免對信號產生不良的影響。

4.3  電極的安裝

   電極通常有四種安裝方式：流通式、沉入式、管道式、法蘭式。

• 電極采用流通式安裝,適用于軟硬管連接的水路。進出水管的外徑有φ6、φ8、φ10和φ12四種規格，以滿足用戶的不同需求。一般配φ10。
• 電極沉入式安裝，電極引線從護套管里穿出，再將電極頂部的螺紋與護套管連接即可。
• 電極管道式安裝， 將電極前端的螺紋與管道相連接即可。

四、電極發蘭式安裝，根據客戶要求配置發蘭盤如：DN80、DN100等。

注：一般情況下按流通式安裝配置。 

測量池采用流通式結構,適用于軟硬管連接的水路（見圖4.3.1）。采用不銹鋼制作，安裝時根據現場情況，用所配卡箍和膠墊可作穿板式安裝和掛式安裝（見圖4.3.2）。

4.4  儀器的接線

注釋：

1、DC24V供電，7腳DC24V地，8腳DC24V正；其余腳位不變。溫補兩根線不分順序。

2、通訊正（A）、通訊負（B）是RS485通訊；RXD、TXD是RS232通訊；兩者只能選擇其一，請訂貨時指明，若不指明則兩種通訊都不帶。

3、若需兩路電流輸出，15腳 第二路電流輸出正，16腳 第二路電流輸出負。

4、DC24V供電與上位機（PLC、DCS）連接只接三根線，分別是：DC24V正，電流4～20mA負極與DC24V地共用一根線，電流4～20mA正極，通稱三線制。

5、測量池與二次表的距離越近越好，以免對信號產生不利影響。將二次表固定在合適視平線上，接地良好。

第五章   儀器的使用

5．1  功能鍵操作說明

5101DX中文在線電導率儀，選用帶背光的128×64點陣圖形式液晶顯示屏，實現了圖形和中文的顯示。面板上有五個按鍵，說明如下：

5.2  測量狀態與顯示

儀表通電完成自檢后，自動進入測量狀態，顯示如下：

狀態提示行根據實際情況顯示以下信息：①正常 ②高限報警③低限報警  ④(電導率)超范圍！。除了“正常”外，其余的均以閃爍方式顯示，以提醒用戶注意。

溫度的手動設定：為滿足在各種情況下的使用，溫度可以在0～99.9℃的范圍內手動設定。一旦溫度設為手動后，儀表就不檢測被測液的實際溫度，顯示屏上在溫度值的前面將有一個“手”字。具體設置方法見“參數”子菜單。

菜單的超時退出：測量狀態按下“ESC”鍵，將進入主菜單。一旦進入主菜單后，每按一次鍵后，內部定時器將啟動計時，超過5分鐘沒有操作就將自動退回到測量狀態，避免因操作不慎，使用完后沒有退到測量態，造成較長時間不能進行測量。

5.3  輸入與修改密碼

為了避免無關人員的誤操作，在進入某些會影響儀表運行的菜單項如：參數設置、標定、手動電流源和系統維護時，首先要求輸入密碼，經儀表系統檢驗正確后才被允許進入。密碼輸入界面如下：

本系統只有一個密碼，出廠初始密碼為8888。在密碼輸入界面內，按上下鍵，可以增加或減少輸入的密碼數值，按“左右”鍵均可以使輸入的密碼數值變回8888。按“ESC”鍵，退回上一級菜單，按“ENT”鍵，系統自動進行密碼核對。若密碼正確，即可自動進入下一級菜單；密碼錯誤，將提示用戶密碼錯誤，三秒鐘后將自動退回到上一級菜單。

若想修改密碼，則選擇“維護”菜單項中的“修改密碼”子菜單。先輸入原密碼，儀表系統檢驗正確后，方可進入密碼修改界面，按屏幕提示輸入新密碼，按“ENT”鍵完成修改。若忘了密碼，請與我們聯系。

5.4  儀器的基本工作原理

為避免電極極化,儀器產生高穩定度的方波信號加在電導池上,流過電導池的電流與被測溶液的電導率成正比，二次表將電流由高阻抗運算放大器轉化為電壓后,經程控信號放大、檢波和濾波后得到反映電導率的電位信號；微處理器對溫度信號和電導率信號交替采樣,經過運算和溫度補償后,得到當時的溫度值，并折算出被測溶液在25℃（我國電力系統基準溫度）下的電導率值。

5.5  溫度、溫度系數與溫度補償

被測溶液電導率值受溫度變化的影響較大，要依據電導率值分析被測溶液，需進行溫度補償，換算成基準溫度下的數值才具有應用意義。本表把電導率值自動折算成25℃（我國電力系統基準溫度）下的數值并顯示出來。在參數設置時，當在“水質”項目里選擇“超純水” 時，儀表按表內已預設好的電導率溫度系數進行溫度補償；若選“普通水” 時，用戶還需在“普通水溫度系數”項目里設置電導率溫度系數值，儀表則按用戶設置的電導率的溫度系數進行溫度補償。一般地，在0～50℃范圍內，鹽類溶液的電導率溫度系數平均值為2.3%℃^-1；酸類溶液的電導率溫度系數平均值為1.6%℃^-1；堿類溶液的電導率溫度系數平均值為1.9%℃^-1。本表出廠設置為普通水，普通水溫度系數設為2.00%，普通水溫度系數設置范圍是0～10％℃^-1。若用戶把“普通水溫度系數”項目的值設為0.00%，則本表不進行溫度補償，顯示的電導率值為當前溫度下的數值。

當在“溫度測量”項目里選擇“自動”，并接入好溫補電極時，本表顯示的溫度值為溫補電極的測得值，儀表將進行自動溫度補償。當在“溫度測量”項目里選擇“手動”時，儀表即處于手動溫度設置狀態，即不檢測被測液的實際溫度，而采用及顯示的是用戶手動設置的溫度值，顯示屏上在溫度值的前面將有一個“手”字，儀表進行的是人工溫度補償。

第六章   菜單及功能詳解

  菜單及功能一覽表

6.1  “參數”子菜單

在主菜單，移動光標指向“參數”時，按“ENT”鍵進入。

此子菜單完成參數的顯示與設置。選定“參數顯示”項，則只能觀察參數，不能修改。為防止無關人員的誤操作，要進入“參數設置”須輸入密碼。

在測量前，應根據現場情況對參數進行設置。若不設置，對新用戶按出廠時的設定值運行，老用戶則按以前的設定值運行。

6.1.1參數顯示：顯示各種參數的當前值，有六屏。只能觀察不能修改。

當光標指向“參數顯示”時按“ENT”,按“ENT”鍵進入查看，顯示菜單見參數設置。

6.1.2、參數設置：當光標指向“參數設置”時按“ENT”,進入密碼輸入菜單，正確輸入密碼后，方可進入“參數設置”項目。此時在屏幕中的參數名稱處會有光標的陰影，表示可對參數進行修改了。參數設置共有六屏，顯示如下：

例1、電極常數的設置

當光標指向“電極常數”時，按“ENT指向電極常數值。按上下鍵對數值進行加減，使顯示的電極常數值與電極上標注的數值一樣即可。當光標指向電極常數值時，按“左右”鍵常數值在0.0100、0.1000、1.0000、10.000之間轉換，便于快速設置電極常數值。

特別注意：儀表里設置的電極常數值務必與電極上標注的數值一樣。

例2、輸出上、下限的設置

當光標指向“輸出上限”時，按“ENT”鍵，光標指向輸出上限值。輸出上限、報警上限，按“左右”鍵可使輸出上限值初始化為20.0μS/cm，再按“左右”鍵變成200.0μS/cm，再按“左右”鍵變成2.00mS/cm，再按“左右”鍵變成20.00mS/cm;高低報警的遲滯量按“左右”鍵，只能在0.5μS/cm，50.0μS/cm之間轉換。按▲鍵增加數值，▼鍵減少數值，當顯示的數值為你所需時按“ENT”鍵（或“ESC”鍵），輸出上限的設置完成，光標返回到“輸出上限”名稱處。輸出下限、報警上限、報警下限、高遲滯量、低遲滯量的設置方法相同。

6·2 “維護”子菜單

進入維護菜單后，屏幕顯示如下：

6.2.1、手動電流源

若電流輸出有誤差，可進入手動電流源菜單，作微量修改。進入手動電流源，要求輸入密碼，密碼正確后才能進入。設立此項功能的目的是讓用戶檢查儀表輸出電流的準確性。進入后顯示如下：

電流值相等。若按“ENT”鍵，光標不能轉換到D/A基準微調的值，到“系統維護”子菜單把D/A已關，改為D/A已開。

校驗方式至少有三種：

一、在輸出端接萬用表，檢查輸出電流的正確性；

二、接上記錄儀，對照檢查；

三、將輸出接入微機采樣系統，對照檢查。

附：輸出電流的計算

儀器提供4～20mA電流輸出信號，但是與之對應的溶氧值區間可由用戶自行設定，測量的溶氧值與輸出的電流的對應關系如下：

I=4mA+×16 mA  (公式一)

其中：I——電導率對應的輸出的電流值；               

D——當前測得的電導率值；

DH——用戶設定的20mA電流對應的電導率值，即輸出上限；

DL——用戶設定的4mA電流對應的電導率值，即輸出下限。

第二路電流輸出為選配，可選擇為電導率對應的電流輸出或溫度對應電流輸出，電導率對應電流輸出公式見公式一，溫度對應電流輸出見公式二。

溫度電流輸出公式：    I=4.00mA+0.2t (mA)                (公式二)

公式二中：I——溫度對應的輸出的電流值；

          t——二次儀表所顯示的溫度值。

6.2.2通訊設置

儀表所帶RS485通訊或RS232通訊為選配，可根據用戶要求配置，請訂貨時指明，出廠標準配置不帶RS485通訊或RS232通訊。

進入通訊設置菜單后顯示如下：

用戶根據通訊要求，自行設置地址和波特率。

5101DX通訊協議如下：

• 波特率：9600b/s、4800b/s、2400b/s、1200b/s可以選擇；
• 數據發送格式：數據位8，停止位1，無寄偶校驗位。

說明：開始位2，發的是02H；地址為十六進制，再轉換為ASCII碼，地址為兩個字節。如某機地址為6，轉換為十六進制為06H, 再轉換為ASCII碼為30H,36H兩個字節。如主機要詢問地址為6的從機，則主機向從機發送數據為：02H,30H,36H(十六進制)。

3、從機返回數據格式：

說明：地址為十六進制，再轉換為ASCII碼，地址為兩個字節。其余數據為十進制的ASCII碼。所有數據均是高位在前。開始位2，發的是32H,結束位3，發的是33H。

如：某機地址為6，電導值為1.258us/cm，溫度為25.8度；則從機返回數據：

32H,  30H,36H,   31H,32H,35H,38H,   33       30    32H,35H,38H,   33H 

開始   地址         電導值       小數位數   單位     溫度         結束

電導率值發送時小數點的位數，1表示一位，2表示兩位，3表示三位，0表示沒有小數點只有著四種情況。如：123410表示123.4uS/cm， 123420表示12.34uS/cm，123430表示1.234uS/cm，123421表示12.34mS/cm等；溫度固定為一位小數。

所用到的ASCII碼：

6.2.3、密碼修改

參見5．3節（第7頁）。

6.2.4、系統維護

 “系統維護”為廠家保留的功能，一般情況下用戶不要進入，否則會影響儀表的正常運行。進入后具體操作如下：

當光標指向數字序號時，按上下鍵進行數字序號的轉換，按“ENT”鍵進入對應的子菜單。

①恢復密碼方法，當光標指向“恢復密碼”四個字時按“”鍵，自動恢復密碼后光標自動返回數字①。

②D/A已開/關，是用于控制電流輸出基準的，若D/A已關，電流基準不能修正，D/A已開可以對電流基準進行修正。出廠電流輸出已調試正確，請客戶不要隨意修改D/A基準(電流基準)。

 ③廠家備用，供廠家使用，客戶不能進入。

 ④二路電流基準，時指第二路電流基準，方法同手動電流源。見6.2.1。

6.3  “流量補償”子菜單

在線表和實驗室表的測量值之間有時存在差異，其中主要的原因是測量的環境不同：動態與靜態、密閉與敞放。

若要消除兩者的差異，使在線表與實驗室表相吻合，特設立了此功能。

當測量方式選為“動態”時：顯示值=實測值+流量補償值;

當測量方式選為“靜態”時：顯示值=實測值

方法是：用同一水樣作對比,將“測量方式”設為動態,在流動狀態測量時測得值為X；再將“測量方式”設為靜態,用燒杯取樣水,將在線表的電極從測量池中取出,置于樣水中,測量值為Y，X和Y的差值即為流量補償值。

在線表在現場測量時，都應設定為動態。屏幕顯示如圖：

設置，光標返回“測量方式”項目名稱處；按“下”鍵光標指向流量補償值，按“ENT”鍵進入修改，按鍵修改數值，按“左右”鍵使數值初始化為0.000μS/cm，完后按“ENT”鍵（或“ESC”鍵），再按“ESC”鍵將退回到上一級菜單。

6·4“廠家聯系”子菜單

給出合肥超純儀表科技有限公司的聯系地址：

第七章   報警滯后撤消

儀器報警繼電器的觸點是給用戶聯接相應的控制電器（如電磁閥等），以組成控制系統時使用的。為了避免在報警點附近繼電器觸點產生抖動現象，二次表里采用滯后撤消的方法。

達到預設的報警上（下）*，繼電器立即閉合，顯示屏上狀態提示行閃爍顯示“高（低）限報警！”，但當電導率值回落（回升）到報警上（下）*，報警不會立即撤消，要等到再繼續下降（上升）一個Δ電導（一般Δ電導設為0.5μS/cm）值時，才消除報警。高低報警遲滯量的設置在參數設置菜單里設定。高低報警繼電器只能提供開關量，且帶負載能力不能過大，若過大則要通過中間繼電器，建議接負載都加中間繼電器。

•   儀器的模擬校驗

 在出現測量不準或對儀器產生疑問時，可用電阻箱對二次表作模擬校驗。以便判斷是電極還是二次表的問題。先拆下溫補電極和電導電極與二次表的連接電纜線，在二次表的電導和溫度的接線端分別接上電阻箱進行模擬校驗。

 先將二次表中的水質種類設為普通水，手動溫度為25.0℃或普通水溫度系數設為

0.00%（取消溫度補償）。此時電極兩端的電阻箱的讀數R與顯示的電導率應滿足如下關系：

S=1,000,000 ×K/R

式中:   R—電阻箱阻值，單位為Ω   S—電導率值     K—電極常數

   儀表模擬校驗或檢定時各種電極常數的測量范圍如下：0.01～200μS/cm（0.01 cm^-1）; 0.1～2000μS/cm（0.1cm^-1）; 1.0～20.0mS/cm（1.0 cm^-1）; 10.0～200.0mS/cm（10.0cm^-1）;我們很反對目前的檢定儀器把電極常數設為1.0 cm^-1,看全部的電導率儀值，這種做法即使電子單元能夠滿足，實際在配套使用時，電極也滿足不到的，否則電極還有必要分那么多種型號嗎？實際

在使用時測量5μS/cm以下的，盡量用0.01 cm^-1,作密閉流動測量。

表一  電阻與電導率對應表

(普通水、溫度系數=0.00%或手動溫度為25℃時)

本表用NTC負溫度系數熱敏電阻，采用兩線制進行溫度測量。要用電阻箱模擬校驗溫度時，請在“參數設置”里將“溫度測量”設置為“自動”，并將溫補電極孔引線分別接到電阻箱的兩端。

表二  溫度與電阻對應表

通過模擬校驗，如果發現二次表顯示的值與表中理論計算值相差較大，請與廠家聯系。如果二次表精度沒問題，請重新標定電極常數或更換一支電極后再使用。

第九章  注意事項和維護維修

1、二次表一般不需日常維護，在出現明顯故障時，原則上不要自行打開修理，請及時與我們聯系。

2、電導池需及時清洗污物。用50%的溫熱洗滌劑清洗（對粘著力強的污物可用2%的鹽酸或5%的硝酸溶液浸泡清洗），用尼龍毛刷刷洗，再用蒸餾水反復淋洗干凈電極的內外表面，切記用手觸摸電極。

3、啟動電源后,儀器應有顯示,若無顯示或顯示不正常,應馬上關閉電源, 檢查電源是否正常和保險絲是否完好。

4、電極的引線和二次表后部的聯接插頭不能弄濕,否則將測不準。

5、高純水被盛入容器后應迅速測量。因為空氣中的CO₂會不斷地溶于水樣生成導電較強的碳酸根離子,電導率會不斷的上升,測得的數據不準。

6、被測溶液的容器必須清潔,不得有離子沾污。

7、電極的不正確使用常引起儀器工作不正常。在安裝電極時，應使電極*浸入溶液中。

第十章 訂貨須知

1、訂貨時必須注明電導池常數，以及電導電極到二次表的距離（電極電纜線的長度），如不注明,將配0.01的電極，5m長。

2、若為流通式安裝，進出水管的外徑(φ8、φ10和φ12三種規格)、使用軟管還是硬管，如不注明,將配φ10的軟管接頭。

3、告知電極的安裝方式。

4、儀表供電電源，不指明按AC220V配置。

5、電流輸出路數及是否帶RS485通訊，不指明只有一路電流輸出，不帶RS485通訊。

6、它的特殊要求,請注明。

合肥超純儀表期待與您攜手共創和諧環保科技！