紫外氣體分析儀產品說明

一、產(chan)品簡介(jie)：

    SUV-100紫(zi)外(wai)(wai)煙氣分析(xi)儀是北(bei)京天(tian)和力(li)特科技有限公司針對國內外(wai)(wai)環(huan)(huan)保、工業(ye)控(kong)制現場在線氣體(ti)分析(xi)自主研發(fa)的氣體(ti)分析(xi)儀產品。該分析(xi)儀基于紫(zi)外(wai)(wai)吸收光(guang)譜技術和化(hua)學(xue)計量(liang)學(xue)算法，能夠測量(liang)SO2、NO、NO2、O2、NH3、Cl2、O3、H2S等(deng)氣體(ti)的濃度，具有測量(liang)精度高(gao)、可靠性(xing)高(gao)、響(xiang)應(ying)時間快、適用(yong)(yong)范圍(wei)廣等(deng)特點(dian)，各項指標(biao)達到(dao)或超過國內外(wai)(wai)同類(lei)產品，可廣泛應(ying)用(yong)(yong)于環(huan)(huan)保在線監(jian)測、工業(ye)控(kong)制、安全 監(jian)測等(deng)場合。

    因(yin)為紫外線不(bu)易受到水分(fen)子的吸(xi)收，所以可以直接對經過(guo)過(guo)濾除塵的潮濕(shi)煙(yan)(yan)氣(qi)進行分(fen)析(xi)(xi)，基于多(duo)通道光譜分(fen)析(xi)(xi)技術(OMA)和差分(fen)吸(xi)收光譜算法（DOAS）等(deng)(deng)，能夠同(tong)時測量多(duo)種氣(qi)體(ti)(ti)組分(fen)如SO2、NOX等(deng)(deng)，廣泛(fan)應用(yong)于煙(yan)(yan)氣(qi)排放連續監測系統(tong)、工業過(guo)程氣(qi)體(ti)(ti)分(fen)析(xi)(xi)系統(tong)中。

    DOAS核(he)心(xin)思想將氣(qi)體(ti)(ti)的(de)吸收光譜(pu)分(fen)(fen)(fen)解為(wei)快變(bian)和緩變(bian)兩部(bu)(bu)分(fen)(fen)(fen)。快變(bian)部(bu)(bu)分(fen)(fen)(fen)與氣(qi)體(ti)(ti)分(fen)(fen)(fen)子(zi)結構和組成的(de)元素有關，是(shi)分(fen)(fen)(fen)子(zi)吸收光譜(pu)的(de)特征部(bu)(bu)分(fen)(fen)(fen)；緩變(bian)部(bu)(bu)分(fen)(fen)(fen)與煙塵、水(shui)汽(qi)、背景(jing)氣(qi)，及(ji)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)系統(tong)的(de)變(bian)化等因素有關，是(shi)干(gan)擾部(bu)(bu)分(fen)(fen)(fen)。DOAS采(cai)用(yong)快變(bian)部(bu)(bu)分(fen)(fen)(fen)計算(suan)被測(ce)(ce)(ce)氣(qi)體(ti)(ti)的(de)濃度，測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)結果不受干(gan)擾，準確(que)性高(gao)。SUV-100紫外(wai)光譜(pu)氣(qi)體(ti)(ti)分(fen)(fen)(fen)析儀同時采(cai)用(yong)*的(de)DOAS算(suan)法和PLS算(suan)法相結合的(de)處(chu)理(li)方式，消除了(le)煙塵、水(shui)汽(qi)、背景(jing)氣(qi)體(ti)(ti)的(de)干(gan)擾，同時也消除了(le)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)系統(tong)波動對測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)結果的(de)影響，保證了(le)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)的(de)準確(que)性和穩定性。

二、紫外氣體分析儀技術規格指標

三、技術原理  

 i.紫外吸收光譜

    電磁(ci)輻射(she)（光(guang)(guang)(guang)(guang)）與原子(zi)(zi)和分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)相(xiang)互作用是(shi)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)檢測(ce)(ce)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)基礎， 目前已經發展出中紅(hong)外(wai)(wai)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)、近紅(hong)外(wai)(wai)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)、紫(zi)外(wai)(wai)/可(ke)見吸(xi)(xi)收(shou)(shou)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)、紫(zi)外(wai)(wai)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)、原子(zi)(zi)發射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)、原子(zi)(zi)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)、原子(zi)(zi)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)、X射(she)線熒光(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)等檢測(ce)(ce)技(ji)術(shu)。紫(zi)外(wai)(wai)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)檢測(ce)(ce)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)基礎是(shi)，紫(zi)外(wai)(wai)光(guang)(guang)(guang)(guang)與分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)相(xiang)互作用時被(bei)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)導致光(guang)(guang)(guang)(guang)能的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)，由于(yu)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)內部(bu)電子(zi)(zi)能級的(de)(de)(de)躍遷能量和幾率的(de)(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)，使得(de)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)具(ju)有特征吸(xi)(xi)收(shou)(shou)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)，可(ke)見，紫(zi)外(wai)(wai)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)是(shi)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)在紫(zi)外(wai)(wai)波(bo)段吸(xi)(xi)收(shou)(shou)能力的(de)(de)(de)定(ding)量描述。通(tong)常用吸(xi)(xi)收(shou)(shou)截面來描述單位分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)紫(zi)外(wai)(wai)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)：

典型(xing)氣體(ti)(ti)吸收截面通過吸收光譜可分析分子濃度，其(qi)測量原理就是(shi)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(de)光的(de)入射光強，I(λ)表示紫外光穿(chuan)過濃(nong)度為(wei)X和光程為(wei)L的(de)待測(ce)氣(qi)體后(hou)的(de)光強，s(λ)為(wei)氣(qi)體的(de)吸收(shou)截面，L*s(λ) *X稱(cheng)為(wei)光學密(mi)度。 

ii.DOAS技術

    DOAS（差分吸收光譜）是(shi)一種利用氣體分子的吸收光譜高精度(du)計算氣體濃度(du)的技術(shu)，由(you)德國Heidelberg大學(xue)環境物理研究所(suo)的Ulrich Platt教授首先提(ti)出。

DOAS技術(shu)的基本原理是(shi)利用待測分(fen)子的窄帶吸(xi)收特性來(lai)鑒別分(fen)子，并根據窄帶吸(xi)收強度反演出分(fen)子的濃(nong)度。將分(fen)子的吸(xi)收截面(mian)看成(cheng)(cheng)是(shi)兩部分(fen)的疊加，其(qi)一是(shi)隨波長(chang)緩慢變(bian)(bian)化(hua)的部分(fen)，構(gou)成(cheng)(cheng)光(guang)譜(pu)的寬帶結構(gou)，其(qi)二是(shi)隨波長(chang)快速(su)變(bian)(bian)化(hua)的部分(fen)，構(gou)成(cheng)(cheng)光(guang)譜(pu)的窄帶精細結構(gou)， 

如(ru)下式：

?(λ)＝?0 (λ)＋?r(λ)

其中(zhong)?(λ)是分(fen)(fen)(fen)子的吸收截面(mian)(mian)，?0(λ)是吸收截面(mian)(mian)隨波(bo)長(chang)緩慢變(bian)化(hua)的部分(fen)(fen)(fen)，?r (λ)是吸收截面(mian)(mian)隨波(bo)長(chang)急劇變(bian)化(hua)的部分(fen)(fen)(fen)。

    DOAS方(fang)法的(de)原理就是在吸收光譜中剔除光強(qiang)隨(sui)波(bo)(bo)長緩慢變化的(de)部分(fen)(fen)，而(er)只留下隨(sui)波(bo)(bo)長快(kuai)速(su)變化的(de)部分(fen)(fen)，然(ran)后用快(kuai)速(su)變化部分(fen)(fen)去反(fan)演(yan)氣體的(de)濃度，從而(er)可以避免因為光源溫漂(piao)或衰減、粉塵干擾、其他氣體干擾等因素引起的(de)測(ce)量值波(bo)(bo)動和(he)漂(piao)移。 

iii.光學技術平臺 

    分析儀采(cai)用如下光(guang)學技(ji)術(shu)平臺來(lai)獲得紫外吸收光(guang)譜(pu)，該技(ji)術(shu)平臺由光(guang)源、氣(qi)體室、光(guang)纖和光(guang)譜(pu)儀（含光(guang)闌、全息光(guang)柵、線陣檢測(ce)器）等光(guang)學組件構成，如圖(tu)：

    光(guang)(guang)源發出的(de)(de)紫外可(ke)見光(guang)(guang)經(jing)(jing)(jing)光(guang)(guang)學視窗進入氣(qi)(qi)體(ti)室(shi)，被流(liu)經(jing)(jing)(jing)氣(qi)(qi)體(ti)室(shi)的(de)(de)被測樣氣(qi)(qi)所吸(xi)(xi)收，攜帶被測樣氣(qi)(qi)吸(xi)(xi)收信息的(de)(de)光(guang)(guang)經(jing)(jing)(jing)透鏡匯(hui)聚后耦入光(guang)(guang)纖，經(jing)(jing)(jing)光(guang)(guang)纖傳(chuan)輸送入光(guang)(guang)譜儀進行分光(guang)(guang)、采樣，得到氣(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)吸(xi)(xi)收光(guang)(guang)譜。

    通過(guo)對光(guang)譜進行分析，可以分析出氣體中相(xiang)關(guan)組分的濃度。 

四、分析儀簡(jian)介  

    儀(yi)器構成SUV-100煙氣分析儀(yi)由光(guang)源、氣體(ti)室(shi)、光(guang)譜(pu)儀(yi)、HMI模塊(kuai)、接口(kou)板、氧傳感(gan)器模塊(kuai)（或氧化鋯模塊(kuai)）、溫度(du)傳感(gan)器等部件以及擴展模塊(kuai)（CO檢測、CO2檢測）組成：

 其(qi)中(zhong)：

光源：可產生(sheng)檢測需(xu)要的190-500nm紫外(wai)光(guang)。其關鍵參數為光(guang)源壽命(ming)和(he)可用紫外(wai)光(guang)波長范圍，分(fen)析儀采(cai)用高性能、長壽命(ming)紫外(wai)脈沖氙燈；

氣體室：也(ye)稱流(liu)通池，被測氣體將恒定(ding)的(de)流(liu)量流(liu)過，吸收(shou)紫外光，以便獲取吸收(shou)光譜。其關鍵(jian)參數為光程和耐腐蝕能力；

光譜儀：接收(shou)來自氣(qi)體(ti)室的氣(qi)體(ti)吸收(shou)后的紫(zi)外光，實現分光及光譜采(cai)集。關(guan)鍵(jian)參數為靈敏(min)度（特別是紫(zi)外波(bo)段）、分辨率和溫漂；

氧傳感器：采用電化學手段，測量氧氣(qi)濃度；

溫度傳感器：采(cai)集(ji)樣氣(qi)的溫度(du)(du)和壓力，用于將測量(liang)成分濃度(du)(du)轉化為(wei)標(biao)態下的濃度(du)(du)；

HMI模(mo)塊：實現通過吸收光譜計算成分濃(nong)度(du)的(de)化學(xue)(xue)計量學(xue)(xue)算法，以及人(ren)機(ji)交互；

接口(kou)板：提(ti)供(gong)(gong)開關量、模擬量輸(shu)入(ru)輸(shu)出，提(ti)供(gong)(gong)RS232、485等(deng)通訊接口。 

五、分(fen)析儀特點

可靠性高  

    光(guang)源采用脈沖氙燈，壽命達109次按照3次/秒計算，使(shi)用壽命達10年；脈沖氙燈屬冷光(guang)源，與(yu)紅外(wai)光(guang)源相(xiang)比，具有壽命長，穩定性好，無預熱時間的(de)優點。

測量精(jing)度高、穩定性(xing)好(hao)

    采用DOAS（差分光學吸收光譜）算法，是目前SO2、NOx等氣體*的在線分析手段，探測下限達到1ppm，與NDIR相比，具有測量精度*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(zhuang)

    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(fen)同時測量

    通過(guo)對(dui)連續(xu)光(guang)譜(pu)的分析(xi)，可同時測量多種氣體化學組分的濃度(du)，具備高集成度(du)和性價比

采用模塊化(hua)設計(ji)

    光(guang)源、光(guang)譜儀、HMI模塊、氣體室、接口模塊等采(cai)用模塊化設計，可靠性高、可擴(kuo)展性好、維護方便，可方便地加入CO（電(dian)化學）、CO2（紅外）測量模塊。

高度智能(neng)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(fu)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。可通過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(fen)析(xi)儀(yi)功能

    利用紫(zi)外吸(xi)收光譜(pu)和化學計(ji)量學算法測(ce)量氣體(ti)濃度(du)并實(shi)時(shi)顯示，通過RS232、RS485、4-20mA將(jiang)濃度(du)實(shi)時(shi)輸(shu)出；

    可實現(xian)手動和自動事(shi)件觸發（如定時時間、外部開關量(liang)輸(shu)入等）的(de)校零、校量(liang)程；

    開關量(liang)、模(mo)擬量(liang)輸(shu)出/輸(shu)入可靈活配置，實現(xian)與外部控制系(xi)統等(deng)的良好配合；

    每(mei)個(ge)氣體(ti)（除(chu)O2外）均(jun)支持大小(xiao)兩個(ge)量程(cheng)，雙量程(cheng)間可自動、手動或外部觸發切換，量程(cheng)比達到10:1；

    在氣體室透鏡(jing)受到樣氣污染導致(zhi)能(neng)量衰減時，支持自(zi)動光譜能(neng)量調(diao)節；

    支持(chi)通過GPRS遠程(cheng)配置、遠程(cheng)診斷分析儀；

七、紫外（DOAS）分析儀應(ying)用范圍(wei)：

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

◢ 脫硫工(gong)藝監測（分析SO2、O2）；

◢ 脫硝工藝監測（分析NO、NO2、NH3、O2）；

◢ 垃(la)圾(ji)焚燒煙氣(qi)排(pai)放連(lian)續監(jian)測（分析SO2、NO、NO2、O2）；

◢ 氯(lv)堿廠(chang)PVC工(gong)藝生產(chan)工(gong)藝微量Cl2分析（分析Cl2）；

◢ 硫磺(huang)回收工(gong)藝氣體(ti)分析（分析SO2、H2S）；

◢ 天然(ran)氣凈化工藝氣體分析(xi)（分析(xi)微(wei)量H2S）；

◢ 煤化工CH3I分(fen)析（分(fen)析CH3I）；

◢ 大(da)氣在線監測（分(fen)析(xi)SO2、NO2、O3）等(deng)。

八、SUV-100型煙(yan)氣分析儀結構圖：

分析(xi)儀正視圖：

分析儀后視圖：

分析(xi)儀右視圖(tu)：

九(jiu)、煙氣分(fen)析儀安裝圖(tu)：

十、煙(yan)氣分析儀(yi)氣體連接(jie)：

    機箱背后標(biao)示(shi)“GAS IN”為(wei)(wei)進氣(qi)口，規格(ge)為(wei)(wei)Φ6卡(ka)套(tao)接頭，“GAS OUT”為(wei)(wei)出氣(qi)口，規格(ge)為(wei)(wei)Φ6卡(ka)套(tao)接頭。分析儀與(yu)采樣系(xi)統(tong)之間請用(yong)Φ6聚(ju)四(si)氟乙(yi)烯、不(bu)銹鋼、聚(ju)乙(yi)烯等(deng)耐腐蝕管子連接。