磚瓦廠環(huán)境監(jiān)測(cè)煙氣在線檢測(cè)儀*

一、產(chǎn)品簡(jiǎn)介：

    SUV-100煙氣分析儀是山東新澤儀器有限公司針對(duì)國(guó)內(nèi)外環(huán)保,、工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)在線氣體分析自主研發(fā)的氣體分析儀產(chǎn)品,。該分析儀基于紫外吸收光譜技術(shù)和化學(xué)計(jì)量學(xué)算法，能夠測(cè)量SO2,、NO,、NO2、O2,、NH3,、Cl2、O3,、H2S等氣體的濃度,，具有測(cè)量精度高、可靠性高,、響應(yīng)時(shí)間快,、適用范圍廣等特點(diǎn)，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到或超過(guò)國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品,，可廣泛應(yīng)用于環(huán)保在線監(jiān)測(cè),、工業(yè)控制、安全 監(jiān)測(cè)等場(chǎng)合,。

    因?yàn)樽贤饩€不易受到水分子的吸收,，所以可以直接對(duì)經(jīng)過(guò)過(guò)濾除塵的潮濕煙氣進(jìn)行分析，基于多通道光譜分析技術(shù)(OMA)和差分吸收光譜算法（DOAS）等,，能夠同時(shí)測(cè)量多種氣體組分如SO2,、NOX等，廣泛應(yīng)用于煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),、工業(yè)過(guò)程氣體分析系統(tǒng)中,。

    DOAS核心思想將氣體的吸收光譜分解為快變和緩變兩部分?？熳儾糠峙c氣體分子結(jié)構(gòu)和組成的元素有關(guān),，是分子吸收光譜的特征部分；緩變部分與煙塵,、水汽,、背景氣，及測(cè)量系統(tǒng)的變化等因素有關(guān),，是干擾部分,。DOAS采用快變部分計(jì)算被測(cè)氣體的濃度，測(cè)量結(jié)果不受干擾,，準(zhǔn)確性高,。SUV-100紫外光譜氣體分析儀同時(shí)采用*的DOAS算法和PLS算法相結(jié)合的處理方式，消除了煙塵,、水汽,、背景氣體的干擾，同時(shí)也消除了測(cè)量系統(tǒng)波動(dòng)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,，保證了測(cè)量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,。

二、技術(shù)規(guī)格指標(biāo)

三,、技術(shù)原理  

 i.紫外吸收光譜

    電磁輻射（光）與原子和分子之間的相互作用是光譜檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ),， 目前已經(jīng)發(fā)展出中紅外吸收光譜、近紅外吸收光譜,、紫外/可見(jiàn)吸收光譜,、紫外熒光光譜、原子發(fā)射光譜,、原子吸收光譜,、原子熒光光譜、X射線熒光光譜等檢測(cè)技術(shù),。紫外吸收光譜檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)是,，紫外光與分子相互作用時(shí)被分子吸收導(dǎo)致光能的變化,，由于不同分子內(nèi)部電子能級(jí)的躍遷能量和幾率的不同，使得不同分子具有特征吸收光譜,，可見(jiàn),，紫外吸收光譜是分子在紫外波段吸收能力的定量描述。通常用吸收截面來(lái)描述單位分子的紫外吸收光譜：

典型氣體吸收截面通過(guò)吸收光譜可分析分子濃度,，其測(cè)量原理就是Beer-Lambert定律：

I(λ) =I0 (λ) exp(-L*s(λ) *X)

式中,，I0(λ)表示波長(zhǎng)為λ的光的入射光強(qiáng)，I(λ)表示紫外光穿過(guò)濃度為X和光程為L(zhǎng)的待測(cè)氣體后的光強(qiáng),，s(λ)為氣體的吸收截面,，L*s(λ) *X稱(chēng)為光學(xué)密度。 

ii.DOAS技術(shù)

    DOAS（差分吸收光譜）是一種利用氣體分子的吸收光譜高精度計(jì)算氣體濃度的技術(shù),，由德國(guó)Heidelberg大學(xué)環(huán)境物理研究所的Ulrich Platt教授首先提出,。

DOAS技術(shù)的基本原理是利用待測(cè)分子的窄帶吸收特性來(lái)鑒別分子，并根據(jù)窄帶吸收強(qiáng)度反演出分子的濃度,。將分子的吸收截面看成是兩部分的疊加,，其一是隨波長(zhǎng)緩慢變化的部分，構(gòu)成光譜的寬帶結(jié)構(gòu),，其二是隨波長(zhǎng)快速變化的部分,，構(gòu)成光譜的窄帶精細(xì)結(jié)構(gòu)， 

如下式：

?(λ)＝?0 (λ)＋?r(λ)

其中?(λ)是分子的吸收截面,，?0(λ)是吸收截面隨波長(zhǎng)緩慢變化的部分,，?r (λ)是吸收截面隨波長(zhǎng)急劇變化的部分。

    DOAS方法的原理就是在吸收光譜中剔除光強(qiáng)隨波長(zhǎng)緩慢變化的部分,，而只留下隨波長(zhǎng)快速變化的部分,，然后用快速變化部分去反演氣體的濃度，從而可以避免因?yàn)楣庠礈仄蛩p,、粉塵干擾,、其他氣體干擾等因素引起的測(cè)量值波動(dòng)和漂移。 

iii.光學(xué)技術(shù)平臺(tái) 

    分析儀采用如下光學(xué)技術(shù)平臺(tái)來(lái)獲得紫外吸收光譜,，該技術(shù)平臺(tái)由光源,、氣體室、光纖和光譜儀（含光闌,、全息光柵,、線陣檢測(cè)器）等光學(xué)組件構(gòu)成，如圖：

    光源發(fā)出的紫外可見(jiàn)光經(jīng)光學(xué)視窗進(jìn)入氣體室,，被流經(jīng)氣體室的被測(cè)樣氣所吸收,，攜帶被測(cè)樣氣吸收信息的光經(jīng)透鏡匯聚后耦入光纖，經(jīng)光纖傳輸送入光譜儀進(jìn)行分光,、采樣,，得到氣體的吸收光譜,。

    通過(guò)對(duì)光譜進(jìn)行分析，可以分析出氣體中相關(guān)組分的濃度,。 

四,、分析儀簡(jiǎn)介  

    儀器構(gòu)成SUV-100煙氣分析儀由光源、氣體室,、光譜儀,、HMI模塊,、接口板,、氧傳感器模塊（或氧化鋯模塊）、溫度傳感器等部件以及擴(kuò)展模塊（CO檢測(cè),、CO2檢測(cè)）組成：

 其中：

光源：可產(chǎn)生檢測(cè)需要的190-500nm紫外光,。其關(guān)鍵參數(shù)為光源壽命和可用紫外光波長(zhǎng)范圍，分析儀采用高性能,、長(zhǎng)壽命紫外脈沖氙燈,；

氣體室：也稱(chēng)流通池，被測(cè)氣體將恒定的流量流過(guò),，吸收紫外光,，以便獲取吸收光譜。其關(guān)鍵參數(shù)為光程和耐腐蝕能力,；

光譜儀：接收來(lái)自氣體室的氣體吸收后的紫外光,，實(shí)現(xiàn)分光及光譜采集。關(guān)鍵參數(shù)為靈敏度（特別是紫外波段）,、分辨率和溫漂,；

氧傳感器：采用電化學(xué)手段，測(cè)量氧氣濃度,；

溫度傳感器：采集樣氣的溫度和壓力,，用于將測(cè)量成分濃度轉(zhuǎn)化為標(biāo)態(tài)下的濃度；

HMI模塊：實(shí)現(xiàn)通過(guò)吸收光譜計(jì)算成分濃度的化學(xué)計(jì)量學(xué)算法,，以及人機(jī)交互,；

接口板：提供開(kāi)關(guān)量、模擬量輸入輸出,，提供RS232,、485等通訊接口。 

五,、分析儀特點(diǎn)

可靠性高  

    光源采用脈沖氙燈,，壽命達(dá)109次按照3次/秒計(jì)算，使用壽命達(dá)10年,；脈沖氙燈屬冷光源,，與紅外光源相比,，具有壽命長(zhǎng)，穩(wěn)定性好,，無(wú)預(yù)熱時(shí)間的優(yōu)點(diǎn),。

測(cè)量精度高、穩(wěn)定性好

    采用DOAS（差分光學(xué)吸收光譜）算法,，是目前SO2,、NOx等氣體*的在線分析手段，探測(cè)下限達(dá)到1ppm,，與NDIR相比,，具有測(cè)量精度*不受水分和粉塵影響（氣 相水在紫外波段沒(méi)有吸收，而液相水和粉塵對(duì)紫外光的吸收無(wú)選擇性,，屬于光譜上的緩慢變化）,、探測(cè)下限低、溫漂小等優(yōu)點(diǎn),。量程比達(dá)到10:1,，并支持自動(dòng)量程切換。

氣體室強(qiáng)壯

    分析儀氣體室由不銹鋼加工而成,，內(nèi)部無(wú)需鏡面拋光,、鍍金，氣體室強(qiáng)壯,、成本低,，受水分、粉塵的影響小,，檢測(cè)器與氣體室采用

多種組分同時(shí)測(cè)量

    通過(guò)對(duì)連續(xù)光譜的分析,，可同時(shí)測(cè)量多種氣體化學(xué)組分的濃度，具備高集成度和性?xún)r(jià)比

采用模塊化設(shè)計(jì)

    光源,、光譜儀,、HMI模塊、氣體室,、接口模塊等采用模塊化設(shè)計(jì),，可靠性高、可擴(kuò)展性好,、維護(hù)方便,，可方便地加入CO（電化學(xué)）、CO2（紅外）測(cè)量模塊,。

高度智能化,、數(shù)字化

    內(nèi)置多塊高性能處理器，處理器間采用高速數(shù)據(jù)總線通訊技術(shù)，各模塊具備強(qiáng)大的數(shù)字化配置和監(jiān)測(cè)功能,；觸摸屏式人機(jī)界面,，操作簡(jiǎn)單、使用方便,。

豐富的買(mǎi)方接口

    提供豐富接口,，可方便集成到各類(lèi)控制和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)?？赏ㄟ^(guò)RS485和RS232等通信方式組建無(wú)線或有線網(wǎng)絡(luò),，為儀器的日常操作、維護(hù)和管理提供便利,。 

六,、分析儀功能

    利用紫外吸收光譜和化學(xué)計(jì)量學(xué)算法測(cè)量氣體濃度并實(shí)時(shí)顯示，通過(guò)RS232,、RS485,、4-20mA將濃度實(shí)時(shí)輸出,；

    可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)事件觸發(fā)（如定時(shí)時(shí)間,、外部開(kāi)關(guān)量輸入等）的校零、校量程,；

    開(kāi)關(guān)量,、模擬量輸出/輸入可靈活配置，實(shí)現(xiàn)與外部控制系統(tǒng)等的良好配合,；

    每個(gè)氣體（除O2外）均支持大小兩個(gè)量程,，雙量程間可自動(dòng)、手動(dòng)或外部觸發(fā)切換,，量程比達(dá)到10:1,；

    在氣體室透鏡受到樣氣污染導(dǎo)致能量衰減時(shí)，支持自動(dòng)光譜能量調(diào)節(jié),；

    支持通過(guò)GPRS遠(yuǎn)程配置,、遠(yuǎn)程診斷分析儀；

磚瓦廠環(huán)境監(jiān)測(cè)煙氣在線檢測(cè)儀*

七,、應(yīng)用范圍：

◢ 電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)CEMS（分析SO2,、NO、NO2,、O2）,；

◢ 脫硫工藝監(jiān)測(cè)（分析SO2、O2）,；

◢ 脫硝工藝監(jiān)測(cè)（分析NO,、NO2、NH3、O2）,；

◢ 垃圾焚燒煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)（分析SO2,、NO、NO2,、O2）,；

◢ 氯堿廠PVC工藝及鈦粉生產(chǎn)工藝微量Cl2分析（分析Cl2）；

◢ 硫磺回收工藝氣體分析（分析SO2,、H2S）,；

◢ 天然氣凈化工藝氣體分析（分析微量H2S）；

◢ 煤化工分析（分析CH3I）,；

◢ 大氣在線監(jiān)測(cè)（分析SO2,、NO2、O3）等,。

八,、SUV-100型煙氣分析儀結(jié)構(gòu)圖：

分析儀正視圖：

分析儀后視圖：

分析儀右視圖：

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