一、概述
本手册描述了MK-2000型烟尘监测仪的安装、操作及维护方法。MK-2000烟尘监测仪分为标准版和显示版，不同操作在本手册内相关章节已单独注明，请读者注意。
MK-2000型基于烟尘粒子的背向散射原理可用于各种污染排放源的颗粒污染物浓度实时连续测量,可配套烟气监测系统,可单独一台或几台连接成一套烟尘监测网络,共用一个前台。仪器可适用于电厂,钢厂,水泥厂等烟尘监测,也可用于除尘设备及其它粉体工程的过程控制。
注意：MK-2000型使用了一个10mW，650nm的半导体激光器，激光束及反射光光直射入眼睛会造成严重的损害。不得直视激光束及其反射光。在没有得到相应培训时，不得进行超出本手册范围的操作。
二、技术特点及技术指标
2.1 执行标准和关键部件
产品执行标准：Q/SRBV 001《TK-200烟尘监测仪》
关键零部件采用：仪器放大器（美国）、激光器（日本）、模拟多路复用器（美国）、传感器（美国）等。
2.2技术特点
MK-2000型采用激光背散射原理，分辨率高，可适用于低浓度排放的监测要求，也可适用与高浓度排放的监测；结构上采用单端安装，无需光路对中，不怕烟道的机械振动及烟气温度不均造成的折射率不均引起的光束摆动；仪器设计过程最大限度地降低现场安装的复杂度，仪器及防雨系统的安装仅电器连接需要一支螺丝刀，20分钟内即可完成安装，安装维护极其简单，最大限度地减少由于现场安装调试带来的诸多问题；采用标准4-20mA工业标准电流输出，连接方便；仪器整体功耗非常小,大约5W左右；校准器就地放置，避免混淆及丢失；非点测量，具有较大的取样区，可适用各种直径烟囱的使用。
2.3 技术指标
技术指标见表1。
表1MK-2000型的技术指标
测量范围 | 0-2000mg/m3 (量程可任选任设) | 环境要求 | 温度：-40℃~65℃ 相对湿度：0-100% R. H. |
测量误差 | ±2%F.S./24h | 尺寸/重量 | 160×160×250mm/ 4kg |
零点漂移 | ±2%F.S./ 24h | 介质条件 | 最高300℃（高温需定制） |
量程漂移 | ±2%F.S./ 24h | 信号输出 | （4~20）mA |
线性误差 | ±2%F.S./ 24h | 最大输出负载 | 500Ω |
分辨率 | 1mg/m3 | 功耗 | MAX5 W |
适用烟道直径 | 1~20m | 供电 | DC24V |
三、系统原理及构成
MK-2000型采用背散射原理，主机结构示意如图1所示。主机包括激光光源及功率控制单元、光电传感与小信号预处理单元、散射光接收单元、显示与输入单元、输出驱动单元、主控单元。激光器发出的650nm束以一个微小的角度射入排放源,激光束与烟尘粒子作用产生散射光,背向散射光通过接受系统进入传感器转变成电信号进行处理。电路部分实现光电转换、激光束的调制、信号放大、解调、光源的功率控制、V/I转换功能。整个系统的构成包括主机及校准系统、吹扫系统、连接附件及防雨箱。由于现场要求的不同，在很多场合下只需要主机，所以主机及防雨箱再加空气过滤器为普通的标准配置构成。
四、系统安装及连接
4.1 安装准备
现场考察是烟尘监测仪可靠使用的前提，是安装准备工作的第一步。经过现场考察要搞清以下几个问题：安装点位置、安装点烟道/烟囱的内净尺寸、安装点的壁厚、烟气温度、烟气压力、大概浓度范围、防护等级及防爆要求、烟气的湿度及是否结露。
1） 安装点选择
安装点的选择原则首先是要尽量满足环保规范的要求。一般来说实际情况下大多数安装点不能满足环保规范的要求，气流稳定、无变径直管段较长的地方是一般通行的选择。在选点时应将重点放在能保证等动的参比方法的准确性上，另外，选择压力较低或负压的位置可以使得系统吹扫更可靠。
2） 壁厚及直径
安装点的壁厚及直径是一个较为具体的考察项目。对散射法而言壁厚及烟囱直径同样重要。散射法要准确定义取样测量区一般这个测量区要在烟囱内壁内300~1/2烟囱直径内，如果取样测量区在烟囱壁厚内，测量结果将无意义；如果取样测量区过大，烟道壁的反射会干扰正常的测量。
3） 烟气条件
首先对烟气的含尘量有一个预估，可以使仪器选型更加具体。在烟尘常态排放浓度在40mg/m3以下时，应优先选用光散射法，这时选用对穿法烟尘监测仪必须进行细致的评估及斟酌。现场含尘量的预估一般通过设计指标、历史数据判断，经验因素较大。一般较为有经验的现场人员通过目测可大概估计烟尘排放的浓度：在北方晴天天气，风速在2级以下，中午背向阳光目测烟囱，几乎看不到烟气排放，一般浓度在50mg/m3以下；感觉有淡淡的灰色烟气（白色烟气无法估测），一般浓度应该在100mg/m3以下；如果感觉排放烟气较浓，一般浓度应该在150mg/m3以上，浓烟滚滚一般浓度应该在300mg/m3以上了。烟气的湿度和温度可能影响到烟尘仪的选型及安装形式，是一个要了解的参数，如果湿度大，温度低于100摄氏度，则由于烟气结露的影响会使得测量偏差增大甚至无法测量，目前所有的在线连续监测仪器都不能解决烟气结露对测量的影响，应尽量避开这种测点的选择；烟气的温度过高会影响到是否备选一些防高温措施的部件，因此测量的湿度及温度参数都是十分重要的。烟气压力关系到吹扫系统的选型，也是一个较为重要的参数。现场条件下烟囱安装点的压力大多在微负压，对吹扫非常有利。但在少数烟道上的测点，如果刚好在增压风机之后，有可能压力达到几个千帕，对吹扫系统提出了更高的要求，也会大大恶化仪器的使用条件，应该尽量避免。另外烟气成份也要大概了解，有些过程中的监测烟气中含有可燃气体或这时吹扫气就需要采用氮气或其它种类的安全气体，同时也要求仪器满足本安防爆的要求，考虑在仪器和测点之间安装气体密封及关断装置，以便在仪器维护时能够关断可燃或有毒气体的泄露。
4） 环境条件
安装点的环境条件也要考虑到，一年最高和最低的环境温度、是否有剧烈的震动等环境因素。一方面仪器的使用环境条件要达到选型要求，令一方面现场安装及及时维护也需要一个合适的环境条件。
现场参数的确定涉及烟尘仪的选型及设置，安装准备工作的第二步。MK-2000烟尘监测仪的测量范围及测量区在现场条件下是可调的，但调整过程比较复杂，建议用户在订购时选定准确的参数由制造商调整好，简化安装过程。一般在用户不指明参数的情况下，制造商出厂的测量范围一般调整到0-800mg/m3，测量区参数DGT调整到2500mm。一般的测量仪器工作时最好的工作状态在其满量程的2/3左右，对于烟尘仪则不太相同，烟尘仪的工作点在其满量程的1/3甚至更低。这是因为现场烟尘排放即使在除尘设备正常工作的时候动态范围都很大，三电场的静电除尘器经常工作在三电场、二电场甚至单电场的状态，布袋除尘器也经常工作在一个或数个布袋有轻微泄露的情况下。因此烟尘仪要兼顾测量的准确及大的动态范围两个方面。常态实际排放浓度在100mg/m3以上的情况下，就可以选择0-800mg/m3的量程；常态实际排放浓度在40mg/m3以上的情况下，就可以选择0-400mg/m3的量程等等。在更低的常态排放浓度下，就可以选择0-200mg/m3的量程。
MK-2000烟尘监测仪的测量区指的在烟尘监测仪前面，如果有颗粒物的话，烟尘监测仪的激光束与颗粒物作用产生的后向散射光能够被接受系统感受的区域长度。对于MK-2000的烟尘监测仪，在烟尘监测仪前面2500mm距离的区域内的颗粒物与激光束作用产生的后向散射光可以被接受系统感受到，超过2500mm距离的颗粒物即使有散射光也不能被接收系统接收到。烟尘监测仪的测量区在仪器铭牌上都有标识，其使用两个要点：一个是该参数必须大于等于从烟尘监测仪的法兰端面到对面烟囱或烟道内壁的距离，保证烟道壁的反射光不会混入烟尘仪的散射光；另外该参数必须大于烟道壁厚再加上约300~500的距离，保证测量区在烟道内部。
4.2 安装
图2为系统的整个连接图，图2A为烟道为负压的情况，图2B为烟道为正压的情况。
一般安装过程由焊接或预埋、电缆连接、吹扫系统连接几个环节组成。：
法兰必须焊接在一个内直径65~75的钢管上，钢管必须埋置或焊接在烟囱/道上。法兰的预埋及焊接强度应能承受约15kg的烟尘监测仪的本体重量。在焊接施工时注意法兰的方位（见图3）。须尽量缩短法兰和烟囱/道之间距，一般预留此尺寸为50~70作为扳手空间。仪器取样敏感区在其前面烟囱/道内1.5米左右。对于较小的烟囱如果烟囱内直径小于2.5米则需要在选用时定制.，法兰的加工尺寸见图4。
图2A测点压力为负压的情况
图2B测点压力为正压的情况
图3法兰的预埋
图4法兰的加工尺寸
烟尘监测仪本体与固定法兰通过四个直径8的螺栓连接,螺栓和紧固螺母(蝶形螺母)已经包含在标准配置中,不用再另外准备。包含防雨罩的配置注意在焊接固定的法兰和烟尘仪法兰之间放置烟尘仪防雨罩固定薄法兰片.
当法兰焊接在烟囱上后，如果烟囱内压力为负压〈-100帕，可以直接将风室及主机通过螺栓进行连接，如果烟囱内压力〉-100帕，则需要提供保护气源。在负压的情况，可以在气室入气口端直接连接一个空气过滤器。在正压的情况，则需要一个风机或压缩气源，需要保证气体是干净的空气，含尘量应小于200微克/立方米。风机的压力应大于测点压力200Pa以上。当测点为负压时可以直接将空气过滤器安装在烟尘仪本体上，如果测点为正压，则需在烟尘仪本体与过滤器之间串接一个高压风机。
对于使用仪表气的情况，究竟需要多少仪表气，则要复杂一些。一般而言使用高压风机，风量都是足够的，但在有些情况下压力不够，标配的HB-129风机一般要求烟道内压力小于1Kpa,如果压力更大则需选用更大压力的风机，一般只有在测点选择在工艺过程的增压风机出口处时烟道内压力才能超过1Kpa,如果采用非标配的风机，由于风机的接口可能与HB-129不同，需要作个案考虑。
使用仪表气作为吹扫气源则压力足够，气量不足成了关键的问题。由于现场条件复杂，所以要靠流体的运动的理论和经验掌握。一般如果法兰管较长会需要较小的气量，烟道内气流较平稳、速度较低会需要较少的气量，一般的准则为，吹扫气流能够在镜头前形成固定均匀一定速度的保护层。所以气体流动方面的经验很重要，通过安装后一周内的维护也可以发现空气吹扫保护是否能够达到要求。在采用仪表气的情况，气路的连接需要作个案处理：烟尘仪预留了一个1’的内管螺纹接口，可以购买一个与1’内管螺纹连接的接头和一个卡套式接头分别与烟尘仪主机和仪表气管连接，这种接头可以方便的从通用市售接头中选配（图5）。
图5采用仪表气时的气路转接
安装好系统后可以进行电缆连接，将电缆通过主机防雨箱的防水接头固定后，与所提供的一个带四个接线端子的防水接头用于连接，图示为接头的正面及反面接线端子。接线共有四个端子，其定义为（图6）：
0---机壳接地(安全地)
1---24VDAC电源正极
2---4-20mA电流输出正极
3---公共端（24VDAC电源负极和4-20mA电流输出负极）
图6接线端子
五、仪表图片
