技術(shù)文章/ARTICLES

1 、 紅外線氣體分析儀在煙氣自動檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用

1.1 測量原理 

    我國當(dāng)前使用的氣體分析儀器在監(jiān)測范圍、測量精度、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)，則能實現(xiàn)對多組分煙氣濃度的檢測，該技術(shù)檢測原理為氣體紅外吸收，在測量過程中無需消耗物質(zhì)，因此具有使用壽命長、穩(wěn)定性好、選擇性強(qiáng)、測量范圍廣、高度，具有廣泛的推廣意義。

 單光束雙波長法中有測量濾光片和參比濾光片，其中測量濾光片是對有特征吸收紅外光譜通過的待測組分進(jìn)行測量，透過測量氣室的光線強(qiáng)度受煙氣濃度的影響，測量值記為I；而參比濾光片測量組分不吸收通過的紅外光，因此透過測量氣室的光線強(qiáng)度幾乎不受被測組分濃度變化的影響，測量結(jié)果作為參照，記為I0。根據(jù)朗伯-比爾定律，待測氣體吸收光度與其濃度關(guān)系滿足關(guān)系式：-In（I/I0）=LkC，I為測量光強(qiáng)度，I0為參照光強(qiáng)度，L是紅外線經(jīng)過吸收氣體的路徑，k待測氣體的吸收系數(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氣體組分對特征波的吸收效果。這一測量系統(tǒng)由五部分組成：光源由能斯特?zé)舭l(fā)射紅外光；測量氣室有抽氣孔和充氣孔，為待測氣體組分濃度的穩(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，造成對測量結(jié)果的干擾；切光輪主要負(fù)責(zé)將光束信號射頻模式化；濾波輪上安裝不同被測氣體的氣體濾光池和測量濾光片，濾波輪和切光輪的旋轉(zhuǎn)動作由無刷直流電動機(jī)提供動力，對各組分的測定則由自動化控制系統(tǒng)發(fā)送控制指令完成測量；光電管前安裝放大器，以提高弱信號接收的可靠性。

被測氣體濾光池和測量濾光片的位置由設(shè)備內(nèi)部處理器控制，一次測量過程可對待測氣體進(jìn)行多次掃描，以提高信號的信噪比，減少測量誤差。利用微處理器可對各式干擾進(jìn)行有效處理；使用靠減去干擾組分濃度的方法可對不同待測組分光譜重疊進(jìn)行有效處理；而校正因子則是用來處理干擾組分對測量組分吸收系數(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現(xiàn)對不同氣體的同時測量，并利用干擾參數(shù)扣除技術(shù)，大大提高了測量結(jié)果的準(zhǔn)確度，并能實現(xiàn)對一氧化碳、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。如對一氧化碳的測量范圍可達(dá)4000mg/m3，精度可達(dá)到0.1%。

    ②信號放大電路。

      信號放大電路利用CMOS工藝制成的斬波穩(wěn)零結(jié)合多級放大模式，主要組成部件有多路開關(guān)和儀表放大器。信號放大電路增益高、響應(yīng)快，輸入偏置電流小等優(yōu)點，能有效減少誤差，還具有自動調(diào)零的功能，增加了測量的度和穩(wěn)定性。

      ③CEMS煙氣連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)。