氮氧化物NOX分析儀煙氣分析

一、產品簡介：

    SUV-100紫外(wai)煙氣分析儀是我公司針(zhen)對(dui)國內外環保(bao)、工業控制現場在線氣體分析自主研發的氣體分析儀(yi)產品。該(gai)分析儀(yi)基于紫外吸收(shou)光譜技(ji)術(shu)和化學計量(liang)學算法，能夠(gou)測量(liang)SO2、NO、NO2、O2、NH3、Cl2、O3、H2S等(deng)(deng)氣(qi)體(ti)的(de)濃度(du)，具有測(ce)量精度(du)高(gao)、可靠性高(gao)、響(xiang)應(ying)時間(jian)快、適用(yong)范圍廣(guang)等(deng)(deng)特(te)點(dian)，各項指標達到或超過國內(nei)外同(tong)類產(chan)品，可廣(guang)泛應(ying)用(yong)于環(huan)保(bao)在線監測(ce)、工業控制(zhi)、安全 監測(ce)等(deng)(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)核心思(si)想將氣(qi)(qi)體的吸收光(guang)譜分(fen)解為(wei)快變(bian)和(he)緩(huan)變(bian)兩部(bu)分(fen)。快變(bian)部(bu)分(fen)與氣(qi)(qi)體分(fen)子結構和(he)組成(cheng)的元素(su)有關(guan)，是分(fen)子吸收光(guang)譜的特征(zheng)部(bu)分(fen)；緩(huan)變(bian)部(bu)分(fen)與煙塵(chen)、水汽、背景(jing)氣(qi)(qi)，及測量系(xi)統的變(bian)化等因素(su)有關(guan)，是干擾部(bu)分(fen)。DOAS采用(yong)快變(bian)部(bu)分(fen)計算被(bei)測氣(qi)(qi)體的濃(nong)度，測量結果不受干擾，準確性高。SUV-100紫外(wai)光(guang)譜氣(qi)(qi)體分(fen)析儀同時采用(yong)的DOAS算(suan)(suan)法和PLS算(suan)(suan)法相(xiang)結(jie)合的處(chu)理方式，消除(chu)了煙(yan)塵、水(shui)汽(qi)、背景氣體(ti)的干(gan)擾(rao)，同時也消除(chu)了測(ce)量(liang)系統(tong)波動對測(ce)量(liang)結(jie)果的影響，保證了測(ce)量(liang)的準確性和穩定性。

二、技(ji)術(shu)規(gui)格(ge)指標

三、技(ji)術原理(li)  

 i.紫外(wai)吸收光譜

    電磁(ci)輻(fu)射(she)（光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)）與(yu)原子和分(fen)子之(zhi)間的(de)(de)相(xiang)互作用(yong)是光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)檢測技(ji)(ji)術的(de)(de)基(ji)礎， 目(mu)前已經(jing)發(fa)(fa)展(zhan)出中紅(hong)外(wai)(wai)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)、近紅(hong)外(wai)(wai)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)、紫(zi)外(wai)(wai)/可見(jian)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)、紫(zi)外(wai)(wai)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)、原子發(fa)(fa)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)、原子吸(xi)(xi)收(shou)(shou)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)、原子熒(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)、X射(she)線熒(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)等檢測技(ji)(ji)術。紫(zi)外(wai)(wai)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)檢測技(ji)(ji)術的(de)(de)基(ji)礎是，紫(zi)外(wai)(wai)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)與(yu)分(fen)子相(xiang)互作用(yong)時被分(fen)子吸(xi)(xi)收(shou)(shou)導致(zhi)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)能(neng)(neng)的(de)(de)變化(hua)，由于不(bu)同分(fen)子內(nei)部(bu)電子能(neng)(neng)級的(de)(de)躍遷能(neng)(neng)量(liang)和幾率的(de)(de)不(bu)同，使得不(bu)同分(fen)子具(ju)有特征(zheng)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)，可見(jian)，紫(zi)外(wai)(wai)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)是分(fen)子在紫(zi)外(wai)(wai)波段吸(xi)(xi)收(shou)(shou)能(neng)(neng)力的(de)(de)定量(liang)描述。通(tong)常用(yong)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)截面(mian)來描述單位分(fen)子的(de)(de)紫(zi)外(wai)(wai)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)(pu)： 

典型氣(qi)體吸(xi)收截面通過吸(xi)收光譜可分(fen)析分(fen)子濃度(du)，其測量原理(li)就是Beer-Lambert定律： 

I(λ) =I0 (λ) exp(-L*s(λ) *X)

式中(zhong)，I0(λ)表(biao)示波長(chang)為(wei)λ的(de)(de)光的(de)(de)入射光強，I(λ)表(biao)示紫外(wai)光穿過濃度為(wei)X和光程為(wei)L的(de)(de)待測氣體后的(de)(de)光強，s(λ)為(wei)氣體的(de)(de)吸收截(jie)面，L*s(λ) *X稱為(wei)光學(xue)密度。 

ii.DOAS技術

    DOAS（差分(fen)吸收光譜）是一種(zhong)利用氣(qi)體分(fen)子的吸收光譜高(gao)精度計算氣(qi)體濃度的技(ji)術，由德(de)國Heidelberg大學環境(jing)物理研究所的Ulrich Platt教(jiao)授(shou)首(shou)先提出。

DOAS技術(shu)的(de)(de)基(ji)本原(yuan)理是(shi)利(li)用待測(ce)分子(zi)的(de)(de)窄帶(dai)吸(xi)收特性來(lai)鑒(jian)別分子(zi)，并根據窄帶(dai)吸(xi)收強(qiang)度反演出分子(zi)的(de)(de)濃度。將分子(zi)的(de)(de)吸(xi)收截面看成是(shi)兩(liang)部(bu)分的(de)(de)疊加，其(qi)一是(shi)隨波長(chang)緩慢變化(hua)的(de)(de)部(bu)分，構(gou)(gou)成光譜的(de)(de)寬帶(dai)結構(gou)(gou)，其(qi)二是(shi)隨波長(chang)快速變化(hua)的(de)(de)部(bu)分，構(gou)(gou)成光譜的(de)(de)窄帶(dai)精細(xi)結構(gou)(gou)， 

如下式：

s(λ)＝s0 (λ)＋sr(λ)

其中s(λ)是分(fen)子的(de)(de)吸(xi)收(shou)截面(mian)，s0(λ)是吸(xi)收(shou)截面(mian)隨波長(chang)緩慢變化(hua)的(de)(de)部分(fen)，sr (λ)是吸(xi)收(shou)截面(mian)隨波長(chang)急劇變化(hua)的(de)(de)部分(fen)。

    DOAS方法的(de)原(yuan)理就(jiu)是在吸收光譜中剔除光強隨(sui)波(bo)長緩(huan)慢變化的(de)部分，而(er)只留下隨(sui)波(bo)長快(kuai)速變化的(de)部分，然后(hou)用快(kuai)速變化部分去反演氣體(ti)的(de)濃度，從而(er)可以避免因為光源溫漂或衰(shuai)減、粉塵(chen)干擾(rao)、其他氣體(ti)干擾(rao)等因素引起(qi)的(de)測量(liang)值(zhi)波(bo)動(dong)和漂移。 

iii.光(guang)學技術平臺(tai) 

    分析儀(yi)采用如下光(guang)學(xue)技(ji)術平臺來獲得紫外吸收光(guang)譜(pu)，該(gai)技(ji)術平臺由(you)光(guang)源、氣(qi)體室、光(guang)纖和光(guang)譜(pu)儀(yi)（含光(guang)闌、全息光(guang)柵、線陣檢測(ce)器）等光(guang)學(xue)組(zu)件構成 

    光(guang)(guang)源(yuan)發出的紫外可見光(guang)(guang)經(jing)光(guang)(guang)學視窗進入氣體(ti)(ti)室(shi)，被流經(jing)氣體(ti)(ti)室(shi)的被測樣氣所吸(xi)(xi)收(shou)，攜帶(dai)被測樣氣吸(xi)(xi)收(shou)信息的光(guang)(guang)經(jing)透鏡(jing)匯聚后耦入光(guang)(guang)纖，經(jing)光(guang)(guang)纖傳輸(shu)送(song)入光(guang)(guang)譜儀(yi)進行分光(guang)(guang)、采樣，得到(dao)氣體(ti)(ti)的吸(xi)(xi)收(shou)光(guang)(guang)譜。

    通過對光譜進行分析，可(ke)以(yi)分析出氣體中相關組分的濃度。 

四、分析儀簡介  

    儀(yi)器構(gou)成(cheng)SUV-100煙氣分析儀(yi)由光源、氣體室、光譜(pu)儀(yi)、HMI模(mo)塊(kuai)、接口板、氧(yang)傳感(gan)器模(mo)塊(kuai)（或氧(yang)化鋯(gao)模(mo)塊(kuai)）、溫度傳感(gan)器等部件以及擴展模(mo)塊(kuai)（CO檢(jian)測、CO2檢(jian)測）組成(cheng)：

 其中：

光源：可產生(sheng)檢測需要的190-500nm紫(zi)(zi)外光。其關鍵參(can)數(shu)為光源(yuan)壽(shou)命和(he)可用紫(zi)(zi)外光波長范圍，分析儀采用高性能、長壽(shou)命紫(zi)(zi)外脈沖氙燈；

氣(qi)體(ti)(ti)室：也(ye)稱流通池，被(bei)測氣體將恒定(ding)的流量流過，吸收(shou)紫外光(guang)(guang)，以便獲取吸收(shou)光(guang)(guang)譜。其關(guan)鍵參(can)數為光(guang)(guang)程和(he)耐(nai)腐蝕能力；

光(guang)譜儀：接收(shou)(shou)來自氣體室的(de)氣體吸收(shou)(shou)后的(de)紫(zi)外(wai)光(guang)(guang)，實現分光(guang)(guang)及光(guang)(guang)譜采集(ji)。關鍵參數為靈(ling)敏(min)度（特(te)別是紫(zi)外(wai)波段）、分辨率(lv)和溫漂；

氧傳感器：采用電化學(xue)手段，測量氧氣濃度；

溫(wen)度傳感器：采集樣氣的溫度和壓(ya)力，用于將(jiang)測量(liang)成(cheng)分濃度轉化為標態(tai)下(xia)的濃度；

HMI模塊：實現通過吸收光譜(pu)計(ji)算(suan)(suan)成分濃度(du)的化學(xue)計(ji)量學(xue)算(suan)(suan)法，以及人機交互；

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

五、分(fen)析儀特點

可靠性(xing)高  

    光源采用(yong)脈沖氙燈(deng)，壽命達109次(ci)按照3次(ci)/秒計算，使用(yong)壽命達10年；脈沖氙燈(deng)屬冷光源，與紅外光源相比，具有壽命長(chang)，穩(wen)定性好(hao)，無預熱(re)時間的優(you)點。

測量精(jing)度高、穩(wen)定性(xing)好

    采用DOAS（差分光學吸(xi)收光譜(pu)(pu)）算法，是目前(qian)SO2、NOx等氣(qi)體先進的(de)在線(xian)分析(xi)手段，探測(ce)下(xia)限(xian)達到1ppm，與NDIR相(xiang)(xiang)比(bi)，具(ju)有(you)測(ce)量精(jing)度(du)不受水分和粉塵(chen)影響（氣(qi) 相(xiang)(xiang)水在紫外波(bo)段沒(mei)有(you)吸(xi)收，而液相(xiang)(xiang)水和粉塵(chen)對紫外光的(de)吸(xi)收無選擇性，屬于光譜(pu)(pu)上的(de)緩慢變化）、探測(ce)下(xia)限(xian)低、溫漂小等優點。量程比(bi)達到10:1，并支持自動(dong)量程切(qie)換。

氣體室強壯

    分析儀氣(qi)體(ti)室由不銹鋼加(jia)工而成，內(nei)部無需(xu)鏡面(mian)拋光、鍍金，氣(qi)體(ti)室強壯、成本低，受水分、粉塵(chen)的影(ying)響小，檢(jian)測器與氣(qi)體(ti)室采用

多種組分(fen)同時(shi)測量

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

采用模塊化(hua)設計(ji)

    光(guang)源、光(guang)譜儀、HMI模塊(kuai)、氣體(ti)(ti)室、接口(kou)模塊(kuai)等(deng)采用模塊(kuai)化設計，可(ke)(ke)靠性(xing)高、可(ke)(ke)擴展性(xing)好(hao)、維護方便，可(ke)(ke)方便地加入CO（電化學(xue)）、CO2（紅(hong)外）測(ce)量模塊(kuai)。

高度智能(neng)化(hua)、數字化(hua)

    內置多塊高性能處(chu)理器(qi)，處(chu)理器(qi)間(jian)采用(yong)(yong)高速數(shu)據總線通(tong)訊技術，各模塊具備強大(da)的數(shu)字化配置和監測功能；觸摸屏(ping)式人(ren)機界面，操作簡單、使用(yong)(yong)方便。

豐富的買方(fang)接口

    提供(gong)豐(feng)富接口，可(ke)方便集(ji)成(cheng)到各類控制和監測系統。可(ke)通(tong)過RS485和(he)RS232等通信(xin)方(fang)式組建無(wu)線或有線網(wang)絡，為儀器的日(ri)常操作、維護和(he)管(guan)理提供便(bian)利。 

六、分析儀功(gong)能

    利用紫外(wai)吸收光譜和化學計量(liang)學算法(fa)測量(liang)氣體(ti)濃(nong)度并實時(shi)顯(xian)示(shi)，通過(guo)RS232、RS485、4-20mA將濃(nong)度實時(shi)輸出(chu)；

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

    開關量(liang)、模擬量(liang)輸出/輸入可靈(ling)活配置，實現與外部控制系統等的良好(hao)配合；

    每個氣體（除(chu)O2外(wai)）均支(zhi)持(chi)大小兩個量程，雙量程間可自動、手動或外(wai)部觸發切(qie)換，量程比達到10:1；

    在氣體室透鏡(jing)受到樣氣污染(ran)導(dao)致能(neng)量衰(shuai)減時，支持自動光譜能(neng)量調節；

    支持通過(guo)GPRS遠(yuan)程(cheng)配(pei)置、遠(yuan)程(cheng)診斷分析儀(yi)；

七、應(ying)用(yong)范(fan)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(xiao)工藝監(jian)測(ce)（分析NO、NO2、NH3、O2）；

◢ 垃圾(ji)焚燒煙氣排放連續監(jian)測（分析SO2、NO、NO2、O2）；

◢ 氯堿(jian)廠PVC工藝(yi)及鈦白粉(fen)生產(chan)工藝(yi)微量(liang)Cl2分(fen)析(xi)(xi)（分(fen)析(xi)(xi)Cl2）；

◢ 硫(liu)磺回收工(gong)藝氣體分(fen)析（分(fen)析SO2、H2S）；

◢ 天然氣凈(jing)化(hua)工(gong)藝氣體分析（分析微量H2S）；

◢ 煤(mei)化工分析（分析CH3I）；

◢ 大氣在線監測（分析SO2、NO2、O3）等。