激光在线气体分析仪 当前位置:首页技术示范
 

    近年来,随着中国经济的高速发展,国家对安全及环保的高度重视,气体分析所面临的课题和需求正在发生着很大的变化。同时气体分析仪不仅可以应用于环境问题,而且还可以用于冶金行业中燃料供给控制,帮助操作人员调节燃料与助燃剂之间的比例成分。激光气体分析仪在流程工业中获得应用,表现出明显的技术优势。(1)不受背景气体的影响;(2)不受粉尘与视窗污染的影响;(3)自动修正温度,压力对测量的影响。

    适用范围

    激光在线气体分析仪,适用于钢铁、冶金、热电、石化、化工、焦化等行业烟气连续排放监测系统。

    主要技术内容

    一、基本原理

    采用单吸收光谱技术,基于在近红外区域内对被测气体单吸收线的选择,首先通过对所选吸收线进行光谱分析,使得在所选吸收线波长内无其他气体的吸收线(无交叉吸收干涉);然后通过调节半导体激光器温度和驱动电流,将半导体激光器频率调整对应到气体的单吸收线,激光扫描光谱宽度相应调整到比被测气体单吸收线光谱宽度更窄,通过改变固态激光器的电流,包含单吸收线的激光波长被扫描发射出来。在激光扫描发射期间,作为波长的一个特性,接收单元探测到光强度发生变化,且此变化只是来自发射单元内部的激光器与接收单元之间的标定管或气体烟道管内被测气体分子对光线强度的吸收。利用探测到的单吸收线的形状和强弱来计算发射单元和接收单元之间的气体含量。

    二、技术关键

    1、独特的窄带红外激光器光源设计,激光器的光谱带宽不超过10-4nm,能有效克服背景气气体组分、粉尘颗粒、光源变化等因素对测量的影响,具有抗干扰能力强、测量精度高、飘移小、检测灵敏度高的特点。

    2、针对选定的可调谐激光器发散度高、工作距离短的特点,设计了光源准直系统,大大提升了光束的准直度和工作距离。

    3、独特的波长调制监测技术。通过高频的正弦电流调制、再利用锁相放大技术对经过调制的光电转换信号进行谐波监测,测量气体吸收信号(与浓度有关)。

    4、经过气体吸收后的光信号被InGaAs红外光电探测器接收、响应度高、灵敏度强。

    5、发射单元的光源模块化设计,根据被测气体的种类、吸收波长特性,可快捷更换,实现多种气体的测量。

    主要技术指标及条件

    一、技术指标

    测量范围0.05%--5%;分辨力0.02%;准确性500×10-6--10000×10-6时不大于±3%,10000×10-6--50000×-6时小于±5%;重复性≤±2%。

    二、条件要求

    烟道气温度<300℃;烟道气压力±5000Pa;环境温度-20℃--45℃(传感器)、0℃--40℃(二次仪表);环境湿度<90%;电源AC220V±10%,50Hz,5A。

    主要设备及运行管理

    一、主要设备

    发射/接收单元、反射单元、激光波长控制单元、激光波长调制单元、安装对准调节单元、信号采集与处理单元、显示与设置单元、软件等。

    二、运行管理

    需进行日常巡检和维护保养,检查仪表测量值是否正常,检查仪表透过率是否在10%以上,检查吹扫气体压力和流量,检查正压压力是否正常,检查报警码显示。

    投资效益分析

    (以安装烟气连续排放监测系统含激光在线气体分析仪为例)

    总投资34万元,其中设备投资30万元,辅料人工费用约4万元/年;主体设备寿命5年;运行费用2万元/年。

激光在线气体分析仪