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0 引言
工業(yè)發(fā)展帶來(lái)經(jīng)濟(jì)騰飛的同時(shí),，也給環(huán)境帶來(lái)極大的負(fù)擔(dān),。環(huán)境污染，尤其是大氣污染程度不斷加深,，嚴(yán)重影響了人們的正常生活和身體健康,。固定污染源煙氣的排放是大氣污染氣體的主要來(lái)源之一，研發(fā)具有實(shí)時(shí)性,、智能化,、穩(wěn)定性好、可靠性高且操作簡(jiǎn)單的煙氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng),，對(duì)于我國(guó)煙氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展,，控制煙氣中污染物質(zhì)的排放具有實(shí)際意義。
1 紅外線氣體分析儀在煙氣自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用
1.1 測(cè)量原理 我國(guó)當(dāng)前使用的氣體分析儀器在監(jiān)測(cè)范圍,、測(cè)量精度,、組分分析方面，存在較大的局限性,，而新型的非分散紅外線（NDIR）技術(shù),，則能實(shí)現(xiàn)對(duì)多組分煙氣濃度的檢測(cè)，該技術(shù)檢測(cè)原理為氣體紅外吸收,，在測(cè)量過(guò)程中無(wú)需消耗物質(zhì),，因此具有使用壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好,、選擇性強(qiáng),、測(cè)量范圍廣、高度,，具有廣泛的推廣意義,。
煙氣中的主要成分為硫、氮,、碳的氧化物,，主要以二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）,、一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）為主,，這類氣體在紅外波段有*的吸收波，被稱為特征吸收波,。特征吸收波根據(jù)物質(zhì)不同,，波形各異，因此可用作鑒別各類物質(zhì)的依據(jù)。而氣體濃度的確定,，則是根據(jù)特征吸收光譜對(duì)紅外能量的吸收能力進(jìn)行檢測(cè)的,。根據(jù)朗伯-比爾吸收定律可知，當(dāng)待測(cè)氣體組分有紅外光通過(guò)時(shí),，氣體分子吸收特定波長(zhǎng)的紅外線,。

1.2 測(cè)量方式 單光束雙波長(zhǎng)法中有測(cè)量濾光片和參比濾光片，其中測(cè)量濾光片是對(duì)有特征吸收紅外光譜通過(guò)的待測(cè)組分進(jìn)行測(cè)量,，透過(guò)測(cè)量氣室的光線強(qiáng)度受煙氣濃度的影響,，測(cè)量值記為I；而參比濾光片測(cè)量組分不吸收通過(guò)的紅外光,，因此透過(guò)測(cè)量氣室的光線強(qiáng)度幾乎不受被測(cè)組分濃度變化的影響,，測(cè)量結(jié)果作為參照，記為I0,。根據(jù)朗伯-比爾定律,，待測(cè)氣體吸收光度與其濃度關(guān)系滿足關(guān)系式：-In（I/I0）=LkC，I為測(cè)量光強(qiáng)度,，I0為參照光強(qiáng)度,，L是紅外線經(jīng)過(guò)吸收氣體的路徑，k待測(cè)氣體的吸收系數(shù),，C為氣體的濃度,，單位為mg/m3。
氣體濾波相關(guān)法是將被測(cè)氣體填充在氣體濾光池中,，代替上述方法中的參比濾光片,，利用此法可提高被測(cè)氣體組分對(duì)特征波的吸收效果。這一測(cè)量系統(tǒng)由五部分組成：光源由能斯特?zé)舭l(fā)射紅外光,；測(cè)量氣室有抽氣孔和充氣孔,，為待測(cè)氣體組分濃度的穩(wěn)定提供了保障，而高溫伴熱功能,，可有效防止水蒸氣和污染物冷凝,，造成對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾；切光輪主要負(fù)責(zé)將光束信號(hào)射頻模式化,；濾波輪上安裝不同被測(cè)氣體的氣體濾光池和測(cè)量濾光片,，濾波輪和切光輪的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作由無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力,，對(duì)各組分的測(cè)定則由自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)送控制指令完成測(cè)量,；光電管前安裝放大器，以提高弱信號(hào)接收的可靠性,。
被測(cè)氣體濾光池和測(cè)量濾光片的位置由設(shè)備內(nèi)部處理器控制,，一次測(cè)量過(guò)程可對(duì)待測(cè)氣體進(jìn)行多次掃描，以提高信號(hào)的信噪比，減少測(cè)量誤差,。利用微處理器可對(duì)各式干擾進(jìn)行有效處理,；使用靠減去干擾組分濃度的方法可對(duì)不同待測(cè)組分光譜重疊進(jìn)行有效處理；而校正因子則是用來(lái)處理干擾組分對(duì)測(cè)量組分吸收系數(shù)的影響,。
1.3 技術(shù)分析 ①煙氣分析,。煙氣分析儀采用的分析技術(shù)為單光束雙波長(zhǎng)與氣體濾波相關(guān)技術(shù)的結(jié)合，濾波輪上的氣體濾波池能實(shí)現(xiàn)對(duì)不同氣體的同時(shí)測(cè)量,，并利用干擾參數(shù)扣除技術(shù),，大大提高了測(cè)量結(jié)果的度，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)一氧化碳,、二氧化碳,、一氧化氮、二氧化氮,、二氧化硫,、甲烷、氨氣以及氯化氫八種氣體的高精度持續(xù)性檢測(cè),。如對(duì)一氧化碳的測(cè)量范圍可達(dá)4000mg/m3,，精度可達(dá)到0.1%。②信號(hào)放大電路,。信號(hào)放大電路利用CMOS工藝制成的斬波穩(wěn)零結(jié)合多級(jí)放大模式,，主要組成部件有多路開(kāi)關(guān)和儀表放大器。信號(hào)放大電路增益高,、響應(yīng)快,，輸入偏置電流小等優(yōu)點(diǎn)，能有效減少誤差,，還具有自動(dòng)調(diào)零的功能,，增加了測(cè)量的度和穩(wěn)定性。③煙氣連續(xù)排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng),。煙氣連續(xù)排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成包括了多種學(xué)科,，如智能采樣技術(shù)、數(shù)字濾波算法技術(shù),、軟件自動(dòng)識(shí)別補(bǔ)償輕微污染技術(shù),、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、分布技術(shù),、光功率軟件修正技術(shù)以及多線程布控技術(shù)等,。該系統(tǒng)具有的功能也較為完善，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的功能主要有定量測(cè)量功能,、自動(dòng)校零,、異常報(bào)警,、遠(yuǎn)程傳輸、報(bào)表生成等各項(xiàng)功能,。
1.4 應(yīng)用 ①對(duì)煙氣監(jiān)測(cè)及管理,。紅外線氣體分析儀主要利用嵌入式軟件，完成對(duì)污染源氣態(tài)污染物的監(jiān)控職能,，并為相關(guān)部門(mén)提供檢查對(duì)象的瞬時(shí)值和歷史記錄,，當(dāng)污染源標(biāo)時(shí)，還可利用自動(dòng)報(bào)警功能對(duì)相關(guān)部門(mén)發(fā)出警示,。該系統(tǒng)對(duì)污染源進(jìn)行的連續(xù)性測(cè)量,，可為環(huán)保部門(mén)提供電子政務(wù)和辦公自動(dòng)化所需的基本材料，為部門(mén)制定環(huán)保政策提供可靠的數(shù)據(jù)支持,。嵌入式軟件在信號(hào)處理方面具有較強(qiáng)的靈活性,，可對(duì)不同變量和濃度范圍的氣體進(jìn)行測(cè)量；取樣方面更加智能化,，與算法相結(jié)合,，可剔除異常測(cè)量值，提高測(cè)量結(jié)果的率,。②技術(shù)指標(biāo),。該套設(shè)備所能達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)如下：零點(diǎn)漂移可控制在±2.5%范圍內(nèi)（F.S/3d或7d），量程漂移不過(guò)±2.5%,，線性誤差在±5.0%以內(nèi),，響應(yīng)時(shí)間不過(guò)200s，重復(fù)性低于0.5%,，輸出波動(dòng)低于0.4%,，可對(duì)電源、標(biāo)定,、分析儀故障發(fā)出警報(bào)輸出,。對(duì)各氣體的測(cè)量量程分別可達(dá)到SO2為4000、NO2為1000,、NO為2500,、CO為2500，檢測(cè)下線為10（單位：mg/m3）,。
2 結(jié)束語(yǔ)
隨著社會(huì)的不斷,，人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越重視，傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式對(duì)環(huán)境的損害較大,，已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)發(fā)展的需要,，加大節(jié)能減排力度，減少環(huán)境污染是當(dāng)前企業(yè)面臨的重要任務(wù),。就目前技術(shù)發(fā)展水平而言,，我國(guó)還無(wú)法*消除煙氣等污染物的來(lái)源,，但可通過(guò)的檢測(cè)技術(shù),，對(duì)煙氣排放中污染組分進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),，為企業(yè)和環(huán)保部門(mén)制定有效的環(huán)保措施提供依據(jù)。紅外氣體分析儀相對(duì)于傳統(tǒng)的分析儀器,，具有檢測(cè)范圍大,、度高、能對(duì)多組分進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn),，因此可廣泛應(yīng)用于煙氣在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域,。