煙氣在線分析儀

TR-9300煙塵煙氣測(cè)試儀 產(chǎn)品描述： 煙塵煙氣測(cè)試儀是一種輕便，主機(jī)體積較小型的預(yù)測(cè)流速法儀器， 它主要根據(jù)環(huán)保專家的建議和環(huán)境監(jiān)測(cè)部門(mén)實(shí)際操作人員的反饋意見(jiàn)而進(jìn)行設(shè)計(jì) 的。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作維護(hù)方便、價(jià)格較低 技術(shù)參數(shù) 1.煙塵采樣流量:4-40升/分 2.煙氣采樣流量:0.15-1.5升/分 3.隔膜式真空泵抽氣能力:20kPa阻力時(shí)，流量大于30升/分 4.數(shù)字微壓計(jì)測(cè)壓范圍:0-2000Pa(或0-4000Pa) 5.管道開(kāi)孔尺寸:小于50mm 儀器介紹 TD-BX524(輕便型) 煙塵煙氣(油煙)測(cè)試儀（Q/TAJJ1-2000） TD-BX524煙塵煙氣測(cè)試儀是一種輕便，主機(jī)體積較小型的預(yù) TD-BX524煙塵煙氣測(cè)試儀主要技術(shù)指標(biāo): 參數(shù)名稱 參數(shù)范圍 分辨率 準(zhǔn)確度 煙塵濃度：0-2000mg/m3 1mg < ±5% 采樣流量 0.8L/min 0.1L/min ≤±4% 煙氣流速 0-60.0m/s 0.1m/s ≤±4% 煙氣動(dòng)壓 0——2000Pa 1Pa ≤±2% 煙氣靜壓 -20.00——+20.00kPa 0.01kPa ≤±4% 煙氣溫度 0——600 1℃ ≤±2.5% 空氣過(guò)剩系數(shù) 0-99. 0.01 ≤±2.5% O2（可選）0-25% ±0.1% ≤±3% SO2(可選) 0——14000mg/m3 1mg/m3 ≤± 4% CO(可選) 0——10000mg/m3 0.1% ≤±3℃ NO(可選) 0——7000mg/m3 /m3 ≤±4% NO2(可選) 0——1000mg/m3 1mg/m3 ≤±4% 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力 100組 冷凝器工作電流 3.5A 儀器噪聲 < 60db(A) 紅外檢測(cè)SO2、NO、CO2、CO、CH4、N2O原理 本文介紹一種采用電調(diào)制紅外光源的新型紅外氣體傳感器。該傳感器通過(guò)采用電調(diào)制紅外光源，省卻了傳統(tǒng)方法中的機(jī)械調(diào)制部件；同時(shí)采用了高精度干涉濾光片一體化紅外傳感器以及單光束雙波長(zhǎng)技術(shù)，配合易拆卸的鍍金氣室及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)SO2、NO、CO2、CO、CH4、N2O等氣體的實(shí)時(shí)測(cè)量。 一 前言 NDIR紅外氣體分析儀作為一種快速、準(zhǔn)確的氣體分析技術(shù)，特別連續(xù)污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CEMS）以及機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣檢測(cè)應(yīng)用中十分普遍。國(guó)內(nèi)NDIR氣體分析儀的主要廠家大都采用國(guó)際上八十年代初的紅外氣體分析方法，如采用鎳锘絲作為紅外光源、采用電機(jī)機(jī)械調(diào)制紅外光、采用薄膜電容微音器或InSb等作為傳感器等。由于采用電機(jī)機(jī)械調(diào)制，儀器功耗大，且穩(wěn)定性差，儀器造價(jià)也很高。同時(shí)采用薄膜電容微音器作為傳感使得儀器對(duì)震動(dòng)十分敏感，因此不適合便攜測(cè)量。隨著紅外光源、傳感器及電子技術(shù)的發(fā)展，NDIR紅外氣體傳感器在國(guó)外得到了迅速的發(fā)展。主要表現(xiàn)在無(wú)機(jī)械調(diào)制裝置，采用新型紅外傳感器及電調(diào)制光源，在儀器電路上采用了低功耗嵌入式系統(tǒng)，使得儀器在體積、功耗、性能、價(jià)格上具有以往儀器無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。 二 NDIR氣體分析基本機(jī)理 當(dāng)紅外光通過(guò)待測(cè)氣體時(shí)，這些氣體分子對(duì)特定波長(zhǎng)的紅外光有吸收，其吸收關(guān)系服從朗伯——比爾(Lambert-Beer)吸收定律。設(shè)入射光是平行光，其強(qiáng)度為I0，出射光的強(qiáng)度為I，氣體介質(zhì)的厚度為L(zhǎng)。當(dāng)由氣體介質(zhì)中的分子數(shù)dN的吸收所造成的光強(qiáng)減弱為dI時(shí)，根據(jù)朗伯——比爾吸收定律: dI/I=-KdN，式中K為比例常數(shù)。經(jīng)積分得:lnI=-KN+α (1) ， 式中:N為吸收氣體介質(zhì)的分子總數(shù) α為積分常數(shù)。顯然有N∝cl，c為氣體濃度。則式(1)可寫(xiě)成: I=exp(α)exp(-KN)=exp(α)exp(-μcL)=I0exp(-μcL) (2) 式(2)表明，光強(qiáng)在氣體介質(zhì)中隨濃 度c及厚度L按指數(shù)規(guī)律衰減。吸收系數(shù) 取決于氣體特性，各種氣體的吸收系數(shù) μ互不相同。對(duì)同一氣體，μ則隨入射波 長(zhǎng)而變。若吸收介質(zhì)中含i種吸收氣體， 則式(2)應(yīng)改為: I=I0exp(-l∑μi ci) (3) 因此對(duì)于多種混合氣體，為了分析特定 組分，應(yīng)該在傳感器或紅外光源前安裝 一個(gè)適合分析氣體吸收波長(zhǎng)的窄帶濾光 片，使傳感器的信號(hào)變化只反映被測(cè)氣體濃度變化。 圖1為NDIR紅外氣體分析原理圖：以 CO2分析為例，紅外光源發(fā)射出1-20um的紅外光，通過(guò)一定長(zhǎng)度的氣室吸收后，經(jīng)過(guò)一個(gè)4.26μm波長(zhǎng)的窄帶濾光片后，由紅外傳感器監(jiān)測(cè)透過(guò)4.26um波長(zhǎng)紅外光的強(qiáng)度，以此表示CO2氣體的濃度， 三 電調(diào)制NDIR紅外氣體傳感器關(guān)鍵技術(shù) 在設(shè)計(jì)傳感器的光學(xué)系統(tǒng)部分時(shí)，為了減少紅外傳感器微弱信號(hào)的衰減以及外界信號(hào)干擾，將前置放大電路也一并放在光學(xué)部件上，并采取了一定的電磁屏蔽措施。為了使氣體紅外吸收信號(hào)具有較好的分辨率，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，紅外光源、氣室、紅外探測(cè)器應(yīng)設(shè)置在同一光軸上。此外為了使得信號(hào)足夠大，可以使用橢圓型或拋物線型反射鏡。紅外光源由穩(wěn)流供電，供電電壓和電流根據(jù)使用的光源不同而不同。工作時(shí)，傳感器根據(jù)預(yù)先設(shè)定的調(diào)制頻率發(fā)出周期性的紅外光，紅外光源發(fā)出的紅外光通過(guò)窗口材料入射到測(cè)量氣室，測(cè)量氣室由采樣氣泵連續(xù)將被測(cè)氣體通入測(cè)量氣室，氣體吸收特定波長(zhǎng)的紅外光，透過(guò)測(cè)量氣室的紅外光由紅外探測(cè)器探測(cè)。由于調(diào)制紅外光的作用紅外傳感器輸出交流的電信號(hào)，通過(guò)其后的前置放大電路放大后在一次經(jīng)過(guò)高精密放大整流電路，得到一個(gè)與被測(cè)氣體濃度對(duì)應(yīng)的直流信號(hào)送入測(cè)控系統(tǒng)處理。紅外傳感器內(nèi)有溫度傳感器探測(cè)其工作環(huán)境溫度。紅外傳感器信號(hào)經(jīng)過(guò)測(cè)控系統(tǒng)，并經(jīng)數(shù)字濾波、線性插值及溫度補(bǔ)償?shù)溶浖幚砗?，給出氣體濃度測(cè)量值。 采用了以下關(guān)鍵技術(shù)： 紅外光源及其調(diào)制 pulsIR，reflectIR等新型電調(diào)制紅外光源等，升降溫速度很快. 紅外光源發(fā)射窗口上安裝有透明窗，一方面可以保證發(fā)射的紅外光波長(zhǎng)在特定范圍內(nèi)，適合于對(duì)常規(guī)的氣體如CO2、CO、CH4、NO、SO2等氣體進(jìn)行測(cè)量。此外也可以阻止外界環(huán)境對(duì)光源溫度的影響。 鍍膜氣室 采用氣室與外支撐分離的結(jié)構(gòu)，安裝時(shí)只需將氣室固定安裝在支撐結(jié)構(gòu)的中心即可。此種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證了該部件易于裝卸﹑更換；同時(shí)由于與外支撐分離，進(jìn)一步減小了外界條件的影響，使儀器能適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境下工作。此外原來(lái)一些需要較長(zhǎng)氣室的傳感器，采用以往方法加工鍍膜工藝十分困難，采用此法后將十分容易，成本也將大大降低。傳統(tǒng)氣室采用了與外支撐一體化設(shè)計(jì)，具有制造容易﹑安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，但受外界溫度波動(dòng)影響較大；其次，由于被分析氣體成分復(fù)雜，具有一定的腐蝕性，如SO2﹑NOx等，長(zhǎng)時(shí)間使用后氣室極易被污染，直接影響測(cè)量精度。 紅外探測(cè)器 紅外探測(cè)器，NDIR氣體傳感器的核心部件，測(cè)量精度很大程度取決于傳感器的性能高低。本研究采用高靈敏度紅外傳感器，例如TPS2534Gx/Gy，TPS4339Gw/Gx/Gy/Gz，在其封裝上固定安裝有針對(duì)不同氣體的窄帶干涉濾光片，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同氣體的測(cè)量。為了確保紅外探測(cè)器得到較強(qiáng)的穩(wěn)定信號(hào)，可以設(shè)計(jì)一種紅外探測(cè)器定向軸，即使在前置放大板上焊接的紅外探測(cè)器位置有一定的偏差，本傳感器也可確保與紅外光源和氣室位于同一光學(xué)中心軸上。 紅外探測(cè)器接收紅外光產(chǎn)生的信號(hào)十分微弱，極易受外界的干擾，因此穩(wěn)定可靠的前置放大電路是關(guān)鍵，最好采用高精密、低飄移的模擬放大電路，并采用窄帶濾波電路。前置放大電路具有精度高、漂移小、響應(yīng)快的特點(diǎn)。前置放大出來(lái)的信號(hào)通過(guò)二級(jí)放大電路，直接輸出一個(gè)與氣體濃度對(duì)應(yīng)信號(hào)，并送入測(cè)控系統(tǒng)，通過(guò)非線性校正和補(bǔ)償后得到氣體濃度。 4、 傳感器測(cè)控系統(tǒng) 為了實(shí)現(xiàn)NDIR氣體傳感器的測(cè)量、控制以及自動(dòng)標(biāo)定等功能，需要一個(gè)合適的微控制器來(lái)管理傳感器。傳感器測(cè)控系統(tǒng) 通過(guò)采集紅外輸出信號(hào)及測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)氣體曲線，采用非線性校正算法可以直接得到測(cè)量氣體的濃度。 通過(guò)采用以上技術(shù)，NDIR紅外氣體傳感器的結(jié)構(gòu)比以往儀器將大大簡(jiǎn)化，儀器功耗也大幅度降低（只有以往的1/4），傳感器的成本也不到以往技術(shù)的1/4。此類傳感器可以實(shí)現(xiàn)模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化，因此更加適合在我國(guó)廣泛使用。工作原理氧傳感器是采用穩(wěn)定固體電解質(zhì)材料制作的一種離子電流式氧傳感器。其工作原理如圖1所示。它是利用了氧泵作用原理進(jìn)行工作的，在基片兩面制作電極，在高于200℃左右的工作溫度下，兩極上施加一定電壓，互為相反的電化學(xué)反應(yīng)分別在兩極上進(jìn)行，其負(fù)極和正極上的電化學(xué)反應(yīng)分別如下： 負(fù)極側(cè)：O2＋4e→2O2- ⑴ 正極側(cè)：2O2- →O2＋4e ⑵ 在工作中，被測(cè)環(huán)境中的氧分子通過(guò)擴(kuò)散孔向負(fù)極擴(kuò)散并在電場(chǎng)的作用下從負(fù)極通過(guò)電解質(zhì)氧泵流向正極，再?gòu)恼龢O回到被測(cè)環(huán)境中。由于擴(kuò)散速度受到小孔的機(jī)械限制，使得流經(jīng)回路的電流與外加電壓的關(guān)系在每種氧濃度下都有一對(duì)應(yīng)的離子電流值，該離子電流值的大小取決于被測(cè)氣體中的氧濃度大小，而且在一定電壓范圍內(nèi)不隨外加電壓的變化而變化，其理論表達(dá)式為： 式中： —法拉第常數(shù) D—擴(kuò)散系數(shù) S—擴(kuò)散孔截面積 R—?dú)怏w常數(shù) T—絕對(duì)溫度 L—擴(kuò)散孔長(zhǎng)度 PO2—氧氣的百分比濃度 圖1 電壓電流特性傳感器在不同氧濃度環(huán)境氣體中，電壓電流特性如圖2所示： 圖2 傳感器電壓電流特性示圖 離子電流值與氧濃度關(guān)系離子電流值與氧濃度的關(guān)系曲線如圖3所示： 離子電流與氧濃度關(guān)系曲線圖 測(cè)流速法儀器， 一、主要性能特點(diǎn) ▲ 主機(jī)以其輕巧、簡(jiǎn)便為主要特征，它是目前國(guó)內(nèi)煙塵儀類主機(jī)中體積為較小的 ▲ 摒棄了以往使用故障率較高刮板泵，用新型高性能隔膜式真空泵取而代之 ▲ 使