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产品名称: 污染源紫外在线监测系统
产品时间: 2019-03-29
产品型号:
产品特点: 污染源紫外在线监测系统具有测量精度高、可靠性高、响应时间快、适用范围广等特点,各项指标达到或超过国内外同类产品,可广泛应用于环保在线监测、工业控制、安全 监测等场合。

污染源紫外在线监测系统 的详细介绍

污染源紫外在线监测系基于紫外吸收光谱技术和化学计量学算法,能够测量SO2、NO、NO2、O2、NH3、Cl2、O3、H2S等气体的浓度,具有测量精度高、可靠性高、响应时间快、适用范围广等特点,各项指标达到或超过国内外同类产品,可广泛应用于环保在线监测、工业控制、安全 监测等场合。

   污染源紫外在线监测系统

    因为紫外线不易受到水分子的吸收,所以可以直接对经过过滤除尘的潮湿烟气进行分析,基于多通道光谱分析技术(OMA)和差分吸收光谱算法(DOAS)等,能够同时测量多种气体组分如SO2、NOX等,广泛应用于烟气排放连续监测系统、工业过程气体分析系统中。

    DOAS紫外核心思想将气体的吸收光谱分解为快变和缓变两部分。快变部分与气体分子结构和组成的元素有关,是分子吸收光谱的特征部分;缓变部分与烟尘、水汽、背景气,及测量系统的变化等因素有关,是干扰部分。DOAS采用快变部分计算被测气体的浓度,测量结果不受干扰,准确性高。SUV-100紫外光谱气体分析仪同时采用独特的DOAS算法和PLS算法相结合的处理方式,消除了烟尘、水汽、背景气体的干扰,同时也消除了测量系统波动对测量结果的影响,保证了测量的准确性和稳定性。

污染源紫外在线监测系统技术规格指标

参数

性能数据

测量原理:

DOAS紫外(SO2、NOx),电化学(O2)

SO2量程

0~2000 mg/m3(可调)

NOx量程:

0~2000 mg/m3(可调)

O2量程:

(0-25%)     电化学

线性度:

±2% F。S。

零点漂移:

±2%F.S./7d

量程漂移:

±2%F.S./7d

响应时间:

T90<10秒

4-20mA输入接口

2路,可灵活配置,100欧负载

4-20mA输出接口

4路,输出内容可配置,最大带载能力<800欧

信号输出:

1路232,1路485(支持Modbus协议)

开关量输入接口

4路,可灵活配置

继电器输出接口

12路,输出内容可配置,DC30V2A

预热时间:

无需

环境温度:

-10~+45°C

防护等级:

IP65

额定用量:

20升/分钟(用于反吹时)

样气输入/输出接口

Φ6双卡套接头,也可支持Φ8双卡套

样气流量要求

范围为0。5~2L/min,波动<25%

样气压力要求

当前环境压力±0.1Bar

样气湿度要求

<95%RH

污染源紫外在线监测系统技术原理  

 i。紫外吸收光谱

    电磁辐射(光)与原子和分子之间的相互作用是光谱检测技术的基础, 目前已经发展出中红外吸收光谱、近红外吸收光谱、紫外/可见吸收光谱、紫外荧光光谱、原子发射光谱、原子吸收光谱、原子荧光光谱、X射线荧光光谱等检测技术。紫外吸收光谱检测技术的基础是,紫外光与分子相互作用时被分子吸收导致光能的变化,由于不同分子内部电子能级的跃迁能量和几率的不同,使得不同分子具有特征吸收光谱,可见,紫外吸收光谱是分子在紫外波段吸收能力的定量描述。通常用吸收截面来描述单位分子的紫外吸收光谱:

 

典型气体吸收截面通过吸收光谱可分析分子浓度,其测量原理就是Beer-Lambert定律:

I(λ) =I0 (λ) exp(-L*s(λ) *X)

式中,I0(λ)表示波长为λ的光的入射光强,I(λ)表示紫外光穿过浓度为X和光程为L的待测气体后的光强,s(λ)为气体的吸收截面,L*s(λ) *X称为光学密度。 

ii.DOAS技术

    DOAS(差分吸收光谱)是一种利用气体分子的吸收光谱高精度计算气体浓度的技术,由德国Heidelberg大学环境物理研究所的Ulrich Platt教授首先提出。

DOAS技术的基本原理是利用待测分子的窄带吸收特性来鉴别分子,并根据窄带吸收强度反演出分子的浓度。将分子的吸收截面看成是两部分的叠加,其一是随波长缓慢变化的部分,构成光谱的宽带结构,其二是随波长快速变化的部分,构成光谱的窄带精细结构, 

如下式:

?(λ)=?0 (λ)+?r(λ)

其中?(λ)是分子的吸收截面,?0(λ)是吸收截面随波长缓慢变化的部分,?r (λ)是吸收截面随波长急剧变化的部分。

    DOAS方法的原理就是在吸收光谱中剔除光强随波长缓慢变化的部分,而只留下随波长快速变化的部分,然后用快速变化部分去反演气体的浓度,从而可以避免因为光源温漂或衰减、粉尘干扰、其他气体干扰等因素引起的测量值波动和漂移。 

iii.光学技术平台 

    分析仪采用如下光学技术平台来获得紫外吸收光谱,该技术平台由光源、气体室、光纤和光谱仪(含光阑、全息光栅、线阵检测器)等光学组件构成,如图:

 

    光源发出的紫外可见光经光学视窗进入气体室,被流经气体室的被测样气所吸收,携带被测样气吸收信息的光经透镜汇聚后耦入光纤,经光纤传输送入光谱仪进行分光、采样,得到气体的吸收光谱。

    通过对光谱进行分析,可以分析出气体中相关组分的浓度。 

污染源紫外在线监测系统简介  

    仪器构成SUV-100烟气分析仪由光源、气体室、光谱仪、HMI模块、接口板、氧传感器模块(或氧化锆模块)、温度传感器等部件以及扩展模块(CO检测、CO2检测)组成:

 其中:

光源:可产生检测需要的190-500nm紫外光。其关键参数为光源寿命和可用紫外光波长范围,分析仪采用高性能、长寿命紫外脉冲氙灯;

气体室:也称流通池,被测气体将恒定的流量流过,吸收紫外光,以便获取吸收光谱。其关键参数为光程和耐腐蚀能力;

光谱仪:接收来自气体室的气体吸收后的紫外光,实现分光及光谱采集。关键参数为灵敏度(特别是紫外波段)、分辨率和温漂;

氧传感器:采用电化学手段,测量氧气浓度;

温度传感器:采集样气的温度和压力,用于将测量成分浓度转化为标态下的浓度;

HMI模块:实现通过吸收光谱计算成分浓度的化学计量学算法,以及人机交互;

接口板:提供开关量、模拟量输入输出,提供RS232、485等通讯接口。 

污染源紫外在线监测系统安装图:

十、烟气分析仪气体连接:

    机箱背后标示“GAS IN”为进气口,规格为Φ6卡套接头,“GAS OUT”为出气口,规格为Φ6卡套接头。分析仪与采样系统之间请用Φ6聚四氟乙烯、不锈钢、聚乙烯等耐腐蚀管子连接。

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