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    煙氣監測
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    SUV-100型紫外煙氣分析儀

    • 品牌:新澤儀器
    • 型號:SUV-100型
    • 廠家:山東新澤儀器有限公司
    • 訂貨號:
    產品說明

    一、產品簡介:

        SUV-100紫外煙氣分析儀是山東新澤儀器有限公司針對國內外環保、工業控制現場在線氣體分析自主研發的氣體分析儀產品。該分析儀基于紫外吸收光譜技術和化學計量學算法,能夠測量SO2、NO、NO2、O2、NH3、Cl2、O3、H2S等氣體的濃度,具有測量精度高、可靠性高、響應時間快、適用范圍廣等特點,各項指標達到或超過國內外同類產品,可廣泛應用于環保在線監測、工業控制、安全 監測等場合。

        因為紫外線不易受到水分子的吸收,所以可以直接對經過過濾除塵的潮濕煙氣進行分析,基于多通道光譜分析技術(OMA)和差分吸收光譜算法(DOAS)等,能夠同時測量多種氣體組分如SO2、NOX等,廣泛應用于煙氣排放連續監測系統、工業過程氣體分析系統中。

        DOAS紫外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氣體分子結構和組成的元素有關,是分子吸收光譜的特征部分;緩變部分與煙塵、水汽、背景氣,及測量系統的變化等因素有關,是干擾部分。DOAS采用快變部分計算被測氣體的濃度,測量結果不受干擾,準確性高。SUV-100紫外光譜氣體分析儀同時采用獨特的DOAS算法和PLS算法相結合的處理方式,消除了煙塵、水汽、背景氣體的干擾,同時也消除了測量系統波動對測量結果的影響,保證了測量的準確性和穩定性。

    二、技術規格指標

    參數

    性能數據

    測量原理:

    DOAS紫外(SO2、NOx),電化學(O2)

    SO2量程

    0~2000 mg/m3(可調)

    NOx量程:

    0~2000 mg/m3(可調)

    O2量程:

    (0-25%)     電化學

    線性度:

    ±2% F.S.

    零點漂移:

    ±2%F.S./7d

    量程漂移:

    ±2%F.S./7d

    響應時間:

    T90<10秒

    4-20mA輸入接口

    2路,可靈活配置,100歐負載

    4-20mA輸出接口

    4路,輸出內容可配置,最大帶載能力<800歐

    信號輸出:

    1路232,1路485(支持Modbus協議)

    開關量輸入接口

    4路,可靈活配置

    繼電器輸出接口

    12路,輸出內容可配置,DC30V2A

    預熱時間:

    無需

    環境溫度:

    -10~+45°C

    防護等級:

    IP65

    額定用量:

    20升/分鐘(用于反吹時)

    樣氣輸入/輸出接口

    Φ6雙卡套接頭,也可支持Φ8雙卡套

    樣氣流量要求

    范圍為0.5~2L/min,波動<25%

    樣氣壓力要求

    當前環境壓力±0.1Bar

    樣氣濕度要求

    <95%RH

    三、技術原理  

     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技術的基礎, 目前已經發展出中紅外吸收光譜、近紅外吸收光譜、紫外/可見吸收光譜、紫外熒光光譜、原子發射光譜、原子吸收光譜、原子熒光光譜、X射線熒光光譜等檢測技術。紫外吸收光譜檢測技術的基礎是,紫外光與分子相互作用時被分子吸收導致光能的變化,由于不同分子內部電子能級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,紫外吸收光譜是分子在紫外波段吸收能力的定量描述。通常用吸收截面來描述單位分子的紫外吸收光譜:

    紫外吸收光譜

     

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

    I(λ) =I0 (λ) exp(-L*s(λ) *X)

    式中,I0(λ)表示波長為λ的光的入射光強,I(λ)表示紫外光穿過濃度為X和光程為L的待測氣體后的光強,s(λ)為氣體的吸收截面,L*s(λ) *X稱為光學密度。 

    ii.DOAS技術

        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算氣體濃度的技術,由德國Heidelberg大學環境物理研究所的Ulrich Platt教授首先提出。

    DOAS技術的基本原理是利用待測分子的窄帶吸收特性來鑒別分子,并根據窄帶吸收強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,其一是隨波長緩慢變化的部分,構成光譜的寬帶結構,其二是隨波長快速變化的部分,構成光譜的窄帶精細結構, 

    如下式:

    ?(λ)=?0 (λ)+?r(λ)

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

        DOAS方法的原理就是在吸收光譜中剔除光強隨波長緩慢變化的部分,而只留下隨波長快速變化的部分,然后用快速變化部分去反演氣體的濃度,從而可以避免因為光源溫漂或衰減、粉塵干擾、其他氣體干擾等因素引起的測量值波動和漂移。 

    iii.光學技術平臺 

        分析儀采用如下光學技術平臺來獲得紫外吸收光譜,該技術平臺由光源、氣體室、光纖和光譜儀(含光闌、全息光柵、線陣檢測器)等光學組件構成,如圖:

    光源、氣體室、光纖和光譜儀

     

        光源發出的紫外可見光經光學視窗進入氣體室,被流經氣體室的被測樣氣所吸收,攜帶被測樣氣吸收信息的光經透鏡匯聚后耦入光纖,經光纖傳輸送入光譜儀進行分光、采樣,得到氣體的吸收光譜。

        通過對光譜進行分析,可以分析出氣體中相關組分的濃度。 

    四、分析儀簡介  

        儀器構成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展模塊(CO檢測、CO2檢測)組成:

    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展模塊(CO檢測、CO2檢測)

     其中:

    光源:可產生檢測需要的190-500nm紫外光。其關鍵參數為光源壽命和可用紫外光波長范圍,分析儀采用性能高、長壽命紫外脈沖氙燈;

    氣體室:也稱流通池,被測氣體將恒定的流量流過,吸收紫外光,以便獲取吸收光譜。其關鍵參數為光程和耐腐蝕能力;

    光譜儀:接收來自氣體室的氣體吸收后的紫外光,實現分光及光譜采集。關鍵參數為靈敏度(特別是紫外波段)、分辨率和溫漂;

    氧傳感器:采用電化學手段,測量氧氣濃度;

    溫度傳感器:采集樣氣的溫度和壓力,用于將測量成分濃度轉化為標態下的濃度;

    HMI模塊:實現通過吸收光譜計算成分濃度的化學計量學算法,以及人機交互;

    接口板:提供開關量、模擬量輸入輸出,提供RS232、485等通訊接口。 

    SUV-100紫外煙氣分析儀控制面板

    五、分析儀特點

    可靠性高  

        光源采用脈沖氙燈,壽命達109次按照3次/秒計算,使用壽命達10年;脈沖氙燈屬冷光源,與紅外光源相比,具有壽命長,穩定性好,無預熱時間的優點。

    測量精度高、穩定性好

        采用DOAS(差分光學吸收光譜)算法,是目前SO2、NOx等氣體先進的在線分析手段,探測下限達到1ppm,與NDIR相比,具有測量精度完全不受水分和粉塵影響(氣 相水在紫外波段沒有吸收,而液相水和粉塵對紫外光的吸收無選擇性,屬于光譜上的緩慢變化)、探測下限低、溫漂小等優點。量程比達到10:1,并支持自動量程切換。

    氣體室強壯

        分析儀氣體室由不銹鋼加工而成,內部無需鏡面拋光、鍍金,氣體室強壯、成本低,受水分、粉塵的影響小,檢測器與氣體室采用

    多種組分同時測量

        通過對連續光譜的分析,可同時測量多種氣體化學組分的濃度,具備高集成度和性價比

    采用模塊化設計

        光源、光譜儀、HMI模塊、氣體室、接口模塊等采用模塊化設計,可靠性高、可擴展性好、維護方便,可方便地加入CO(電化學)、CO2(紅外)測量模塊。

    高度智能化、數字化

        內置多塊高性能處理器,處理器間采用高速數據總線通訊技術,各模塊具備強大的數字化配置和監測功能;觸摸屏式人機界面,操作簡單、使用方便。

    豐富的買方接口

        提供豐富接口,可方便集成到各類控制和監測系統??赏ㄟ^RS485和RS232等通信方式組建無線或有線網絡,為儀器的日常操作、維護和管理提供便利。 

    六、分析儀功能

        利用紫外吸收光譜和化學計量學算法測量氣體濃度并實時顯示,通過RS232、RS485、4-20mA將濃度實時輸出;

        可實現手動和自動事件觸發(如定時時間、外部開關量輸入等)的校零、校量程;

        開關量、模擬量輸出/輸入可靈活配置,實現與外部控制系統等的良好配合;

        每個氣體(除O2外)均支持大小兩個量程,雙量程間可自動、手動或外部觸發切換,量程比達到10:1;

        在氣體室透鏡受到樣氣污染導致能量衰減時,支持自動光譜能量調節;

        支持通過GPRS遠程配置、遠程診斷分析儀;

    七、應用范圍:

    ◢ 電廠煙氣排放連續監測CEMS(分析SO2、NO、NO2、O2);

    ◢ 脫硫工藝監測(分析SO2、O2);

    ◢ 脫硝工藝監測(分析NO、NO2、NH3、O2);

    ◢ 垃圾焚燒煙氣排放連續監測(分析SO2、NO、NO2、O2);

    ◢ 氯堿廠PVC工藝及鈦白粉生產工藝微量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);

    ◢ 煤化工碘甲烷分析(分析CH3I);

    ◢ 大氣在線監測(分析SO2、NO2、O3)等。

    八、SUV-100型煙氣分析儀結構圖:

    分析儀正視圖:

    SUV-100型煙氣分析儀結構圖正視圖

    分析儀后視圖:

    SUV-100型煙氣分析儀結構圖后視圖

    分析儀右視圖:

    SUV-100型煙氣分析儀結構圖右視圖

    九、煙氣分析儀安裝圖:

    SUV-100型煙氣分析儀安裝圖

    十、煙氣分析儀氣體連接:

        機箱背后標示“GAS IN”為進氣口,規格為Φ6卡套接頭,“GAS OUT”為出氣口,規格為Φ6卡套接頭。分析儀與采樣系統之間請用Φ6聚四氟乙烯、不銹鋼、聚乙烯等耐腐蝕管子連接。

    SUV-100型煙氣分析儀氣路連接圖


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