氮氧化物NOX分析儀煙氣分析

一、產品簡(jian)介：

    SUV-100紫(zi)外煙氣(qi)分析儀是我公司針對(dui)國內外環保、工業控(kong)制現場(chang)在線氣體(ti)分析自主研發(fa)的氣體(ti)分析儀產(chan)品。該分析儀基于(yu)紫外吸收光譜技術和化(hua)學計量學算法(fa)，能夠(gou)測量SO2、NO、NO2、O2、NH3、Cl2、O3、H2S等(deng)氣體的濃度，具有測量精(jing)度高、可靠(kao)性高、響應時間(jian)快、適用(yong)(yong)范圍(wei)廣等(deng)特(te)點(dian)，各項指標達到或(huo)超過國內外同類產(chan)品，可廣泛(fan)應用(yong)(yong)于(yu)環保在(zai)線(xian)監測、工業控制(zhi)、安全 監測等(deng)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。氮氧化物NOX分析儀煙氣分析

    DOAS紫外(wai)核(he)心思想將氣體(ti)(ti)的(de)(de)吸收光譜(pu)(pu)分(fen)(fen)(fen)(fen)解為快(kuai)變(bian)(bian)和(he)緩(huan)變(bian)(bian)兩部(bu)(bu)分(fen)(fen)(fen)(fen)。快(kuai)變(bian)(bian)部(bu)(bu)分(fen)(fen)(fen)(fen)與氣體(ti)(ti)分(fen)(fen)(fen)(fen)子結構和(he)組成的(de)(de)元素(su)有(you)關，是分(fen)(fen)(fen)(fen)子吸收光譜(pu)(pu)的(de)(de)特征部(bu)(bu)分(fen)(fen)(fen)(fen)；緩(huan)變(bian)(bian)部(bu)(bu)分(fen)(fen)(fen)(fen)與煙(yan)塵(chen)、水汽、背景氣，及測(ce)量系(xi)統(tong)的(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)等因素(su)有(you)關，是干擾部(bu)(bu)分(fen)(fen)(fen)(fen)。DOAS采用快(kuai)變(bian)(bian)部(bu)(bu)分(fen)(fen)(fen)(fen)計(ji)算被測(ce)氣體(ti)(ti)的(de)(de)濃度，測(ce)量結果(guo)不受(shou)干擾，準確性高。SUV-100紫外(wai)光譜(pu)(pu)氣體(ti)(ti)分(fen)(fen)(fen)(fen)析儀同(tong)時采用的DOAS算法(fa)和(he)PLS算法(fa)相結(jie)合(he)的處理方式，消除了煙塵、水汽、背景氣體(ti)的干擾，同時也消除了測(ce)量(liang)系統波動對測(ce)量(liang)結(jie)果的影(ying)響，保證了測(ce)量(liang)的準確(que)性和(he)穩定(ding)性。

二、技術規格指(zhi)標

三、技術(shu)原理  

 i.紫外吸收光譜

    電(dian)磁輻射（光(guang)(guang)）與原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)之間(jian)的(de)(de)相(xiang)互作用(yong)是(shi)(shi)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)檢測(ce)(ce)技術(shu)(shu)的(de)(de)基(ji)礎(chu)， 目前已經發展出中紅(hong)外(wai)(wai)吸(xi)(xi)收(shou)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)、近紅(hong)外(wai)(wai)吸(xi)(xi)收(shou)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)、紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)/可見(jian)吸(xi)(xi)收(shou)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)、紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)熒(ying)光(guang)(guang)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)、原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)發射光(guang)(guang)譜(pu)(pu)、原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)吸(xi)(xi)收(shou)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)、原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)熒(ying)光(guang)(guang)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)、X射線熒(ying)光(guang)(guang)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)等檢測(ce)(ce)技術(shu)(shu)。紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)吸(xi)(xi)收(shou)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)檢測(ce)(ce)技術(shu)(shu)的(de)(de)基(ji)礎(chu)是(shi)(shi)，紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)光(guang)(guang)與分子(zi)(zi)相(xiang)互作用(yong)時被分子(zi)(zi)吸(xi)(xi)收(shou)導致光(guang)(guang)能的(de)(de)變(bian)化(hua)，由于(yu)不同分子(zi)(zi)內部電(dian)子(zi)(zi)能級的(de)(de)躍遷(qian)能量和幾率的(de)(de)不同，使得不同分子(zi)(zi)具有特征(zheng)吸(xi)(xi)收(shou)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)，可見(jian)，紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)吸(xi)(xi)收(shou)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)是(shi)(shi)分子(zi)(zi)在(zai)紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)波(bo)段吸(xi)(xi)收(shou)能力(li)的(de)(de)定量描述。通(tong)常用(yong)吸(xi)(xi)收(shou)截(jie)面來描述單位分子(zi)(zi)的(de)(de)紫(zi)(zi)(zi)外(wai)(wai)吸(xi)(xi)收(shou)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)： 

典型氣體吸收截面通過吸收光譜可分(fen)析分(fen)子濃度，其測量(liang)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(wei)λ的光的入射(she)光強，I(λ)表示紫外(wai)光穿過(guo)濃度(du)為(wei)X和光程為(wei)L的待測(ce)氣體(ti)(ti)后的光強，s(λ)為(wei)氣體(ti)(ti)的吸收(shou)截面，L*s(λ) *X稱為(wei)光學(xue)密度(du)。 

ii.DOAS技術

    DOAS（差分(fen)吸收光譜）是一種利用氣體分(fen)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(jing)物理(li)研究(jiu)所的Ulrich Platt教授首先提出(chu)。

DOAS技術的(de)(de)基本(ben)原理是利用待測分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)的(de)(de)窄帶(dai)(dai)吸(xi)(xi)收特性來鑒別分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)，并根據窄帶(dai)(dai)吸(xi)(xi)收強(qiang)度(du)(du)反(fan)演出(chu)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)的(de)(de)濃(nong)度(du)(du)。將分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)的(de)(de)吸(xi)(xi)收截面看成(cheng)是兩部分(fen)(fen)(fen)(fen)的(de)(de)疊加，其一是隨波(bo)長(chang)緩慢變化的(de)(de)部分(fen)(fen)(fen)(fen)，構(gou)成(cheng)光譜的(de)(de)寬帶(dai)(dai)結構(gou)，其二是隨波(bo)長(chang)快速變化的(de)(de)部分(fen)(fen)(fen)(fen)，構(gou)成(cheng)光譜的(de)(de)窄帶(dai)(dai)精(jing)細結構(gou)， 

如下式：

s(λ)＝s0 (λ)＋sr(λ)

其(qi)中s(λ)是(shi)分子的(de)吸收截面(mian)(mian)，s0(λ)是(shi)吸收截面(mian)(mian)隨(sui)波長緩慢變(bian)化(hua)的(de)部分，sr (λ)是(shi)吸收截面(mian)(mian)隨(sui)波長急(ji)劇變(bian)化(hua)的(de)部分。

    DOAS方法的(de)(de)(de)原理就是在吸收光(guang)(guang)譜中(zhong)剔除(chu)光(guang)(guang)強隨波(bo)長緩慢變(bian)(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)部(bu)分，而只留下(xia)隨波(bo)長快速(su)變(bian)(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)部(bu)分，然后用快速(su)變(bian)(bian)化(hua)(hua)部(bu)分去反演氣體的(de)(de)(de)濃度(du)，從(cong)而可以避免因(yin)為光(guang)(guang)源溫(wen)漂或衰減、粉(fen)塵干(gan)擾(rao)、其他氣體干(gan)擾(rao)等因(yin)素引起的(de)(de)(de)測(ce)量(liang)值波(bo)動(dong)和漂移(yi)。 

iii.光(guang)學技(ji)術平臺(tai) 

    分析儀(yi)采用如下光學(xue)技術平(ping)臺(tai)來獲(huo)得紫(zi)外吸收光譜，該技術平(ping)臺(tai)由光源、氣體室(shi)、光纖和光譜儀(yi)（含光闌、全息光柵、線陣(zhen)檢測器）等光學(xue)組(zu)件構成 

    光(guang)源發出的(de)紫外可見光(guang)經光(guang)學(xue)視窗進(jin)入氣(qi)體(ti)(ti)室，被(bei)流經氣(qi)體(ti)(ti)室的(de)被(bei)測(ce)(ce)樣氣(qi)所吸(xi)收(shou)，攜帶被(bei)測(ce)(ce)樣氣(qi)吸(xi)收(shou)信息的(de)光(guang)經透(tou)鏡匯(hui)聚(ju)后耦(ou)入光(guang)纖，經光(guang)纖傳輸送入光(guang)譜儀進(jin)行(xing)分光(guang)、采樣，得到(dao)氣(qi)體(ti)(ti)的(de)吸(xi)收(shou)光(guang)譜。

    通過對光譜進行(xing)分(fen)析，可以分(fen)析出(chu)氣(qi)體(ti)中(zhong)相關組(zu)分(fen)的濃(nong)度。 

四(si)、分析儀(yi)簡介  

    儀(yi)器構成SUV-100煙氣分(fen)析儀(yi)由光源、氣體(ti)室、光譜儀(yi)、HMI模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)、接口板、氧(yang)傳感(gan)器模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)（或氧(yang)化鋯模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)）、溫(wen)度(du)傳感(gan)器等部件以(yi)及(ji)擴(kuo)展模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)（CO檢測、CO2檢測）組成：

 其中：

光源：可產生(sheng)檢測需要的190-500nm紫(zi)外光。其關(guan)鍵參數為光源壽(shou)命和可用(yong)(yong)紫(zi)外光波長(chang)(chang)范圍，分析儀采用(yong)(yong)高性能、長(chang)(chang)壽(shou)命紫(zi)外脈沖(chong)氙燈；

氣(qi)體室：也(ye)稱流(liu)通(tong)池，被測氣體將(jiang)恒定的流(liu)量(liang)流(liu)過，吸(xi)收(shou)紫外光，以便獲取吸(xi)收(shou)光譜。其關鍵參數為(wei)光程(cheng)和耐(nai)腐蝕能(neng)力；

光譜(pu)儀：接收來自氣體(ti)室的氣體(ti)吸(xi)收后的紫外光(guang)(guang)，實現(xian)分(fen)光(guang)(guang)及(ji)光(guang)(guang)譜(pu)采集(ji)。關(guan)鍵參(can)數為靈(ling)敏(min)度(du)（特(te)別是(shi)紫外波段）、分(fen)辨率和溫漂；

氧傳感器：采用電化學手段，測量氧(yang)氣濃度(du)；

溫(wen)度傳(chuan)感器：采集樣氣的溫度和壓力，用于將測量成分濃度轉化為(wei)標態下的濃度；

HMI模塊：實現通過(guo)吸收光譜計算成分濃度(du)的化(hua)學計量(liang)學算法，以及人機交互；

接口板：提(ti)供(gong)開關量(liang)、模擬量(liang)輸入輸出，提(ti)供(gong)RS232、485等通訊接口(kou)。 

五、分析儀(yi)特點

可靠性高(gao)  

    光(guang)源(yuan)采用脈(mo)沖(chong)(chong)氙燈(deng)，壽(shou)命(ming)達109次(ci)按照3次(ci)/秒計算，使用壽(shou)命(ming)達10年；脈(mo)沖(chong)(chong)氙燈(deng)屬冷(leng)光(guang)源(yuan)，與紅外光(guang)源(yuan)相比，具(ju)有壽(shou)命(ming)長(chang)，穩定(ding)性好，無預熱時間(jian)的優點。

測量精度高(gao)、穩定性好

    采用(yong)DOAS（差分(fen)光(guang)學(xue)吸(xi)收(shou)光(guang)譜(pu)）算(suan)法(fa)，是目前(qian)SO2、NOx等(deng)氣體先(xian)進(jin)的(de)在線分(fen)析(xi)手段，探(tan)測(ce)(ce)下限達到1ppm，與NDIR相比(bi)，具有測(ce)(ce)量(liang)精度不受水分(fen)和(he)(he)粉塵影響(xiang)（氣 相水在紫外(wai)波(bo)段沒有吸(xi)收(shou)，而液相水和(he)(he)粉塵對紫外(wai)光(guang)的(de)吸(xi)收(shou)無(wu)選擇性，屬于光(guang)譜(pu)上的(de)緩慢(man)變化）、探(tan)測(ce)(ce)下限低、溫漂(piao)小等(deng)優點。量(liang)程比(bi)達到10:1，并支(zhi)持自動(dong)量(liang)程切(qie)換。

氣體室強壯

    分析儀氣(qi)(qi)體(ti)室由不銹鋼(gang)加工而(er)成，內(nei)部無需(xu)鏡面拋光(guang)、鍍金，氣(qi)(qi)體(ti)室強壯、成本低，受水分、粉塵(chen)的影(ying)響小，檢測器與氣(qi)(qi)體(ti)室采用(yong)

多(duo)種組(zu)分同時測(ce)量

    通過對連續光譜的分析(xi)，可同時測(ce)量多種氣體化學組分的濃度(du)，具備高集成度(du)和性(xing)價比

采(cai)用模塊(kuai)化設計

    光(guang)源(yuan)、光(guang)譜儀、HMI模(mo)(mo)(mo)塊、氣體(ti)室、接(jie)口模(mo)(mo)(mo)塊等采(cai)用模(mo)(mo)(mo)塊化設計，可靠性高、可擴展性好、維(wei)護方(fang)便(bian)，可方(fang)便(bian)地加入CO（電化學(xue)）、CO2（紅外）測量模(mo)(mo)(mo)塊。

高(gao)度(du)智能化(hua)、數字化(hua)

    內置(zhi)多(duo)塊高性能(neng)處(chu)理器，處(chu)理器間采用(yong)高速(su)數(shu)據總(zong)線(xian)通訊技術，各模塊具(ju)備(bei)強(qiang)大(da)的數(shu)字化配置(zhi)和監測功(gong)能(neng)；觸摸屏式人機界面，操(cao)作簡(jian)單、使用(yong)方便。

豐富的買方接(jie)口(kou)

    提供豐富接(jie)口，可(ke)方便(bian)集成到各類控制和監測系統。可(ke)通過RS485和RS232等通信方式組建無線或有(you)線網(wang)絡，為儀器的日常操作、維護和管理提(ti)供(gong)便利。 

六、分析儀功能(neng)

    利用紫外吸收光(guang)譜和化(hua)學計量學算法測量氣體濃度(du)(du)并(bing)實時(shi)(shi)顯(xian)示(shi)，通過RS232、RS485、4-20mA將(jiang)濃度(du)(du)實時(shi)(shi)輸出；

    可實現手動和自動事件觸發（如定(ding)時時間(jian)、外(wai)部開關量(liang)輸入等）的校(xiao)零、校(xiao)量(liang)程；

    開(kai)關(guan)量、模(mo)擬(ni)量輸(shu)出/輸(shu)入可(ke)靈活配置，實現與外部控制(zhi)系(xi)統等的良好配合(he)；

    每個氣體(ti)（除O2外）均支持大小(xiao)兩個量程，雙量程間可自動(dong)、手動(dong)或(huo)外部觸發(fa)切換，量程比達到10:1；

    在氣(qi)(qi)體室透鏡受(shou)到樣氣(qi)(qi)污染導致能量(liang)衰減時，支持(chi)自(zi)動光譜能量(liang)調節；

    支持通過GPRS遠(yuan)程(cheng)(cheng)配置、遠(yuan)程(cheng)(cheng)診(zhen)斷分析儀(yi)；

七、應用范(fan)圍：

◢ 電廠(chang)煙(yan)氣排放連續監測CEMS（分析SO2、NO、NO2、O2）；

◢ 脫(tuo)硫工藝監測（分析(xi)SO2、O2）；

◢ 脫硝工藝(yi)監測（分(fen)析(xi)NO、NO2、NH3、O2）；

◢ 垃圾焚燒煙氣排放(fang)連(lian)續監測（分析SO2、NO、NO2、O2）；

◢ 氯堿廠(chang)PVC工(gong)藝(yi)及鈦白粉生產工(gong)藝(yi)微量Cl2分析(xi)（分析(xi)Cl2）；

◢ 硫磺回(hui)收(shou)工藝氣體(ti)分析（分析SO2、H2S）；

◢ 天然氣(qi)凈化工(gong)藝氣(qi)體分析(xi)(xi)（分析(xi)(xi)微(wei)量H2S）；

◢ 煤(mei)化工分析(xi)（分析(xi)CH3I）；

◢ 大氣在(zai)線(xian)監(jian)測（分析SO2、NO2、O3）等(deng)。