產(chǎn)品品牌:
OEM
產(chǎn)品型號:
EF-2000
詳細說明
1 概述
EF-2000紫外氣分析儀(OEM)是針對國內(nèi)外、工業(yè)控制現(xiàn)場在線氣體分析自主研發(fā)的氣體分析儀產(chǎn)品。該分析儀基于紫外吸收光譜技術(shù)和化學計量學算法,能夠測量SO
2、x、O
2、NH
3、Cl
2、O
3、H
2S、HCL等氣體的濃度,具有測量高、性高、響應(yīng)時間快、適用范圍廣等特點,各項指標或過國內(nèi)外同類產(chǎn)品,可廣泛應(yīng)用于在線監(jiān)測、工業(yè)控制、監(jiān)測等場合。
EF-2000煙氣分析儀
2 技術(shù)原理
2.1 紫外吸收光譜
電磁輻射(光)與原子和分子之間的相互作用是光譜檢測技術(shù)的基礎(chǔ),目前已經(jīng)發(fā)展出紅外吸收光譜、近紅外吸收光譜、紫外吸收光譜、原子發(fā)射光譜、原子吸收光譜、質(zhì)譜、X射線熒光光譜等檢測技術(shù)。
紫外吸收光譜檢測技術(shù)的基礎(chǔ)是,紫外光與分子相互作用時被分子吸收導致光能的變化,由于不同分子內(nèi)部電子能級的躍遷能量和幾率的不同,使得不同分子具有特征吸收光譜,可見,紫外吸收光譜是分子在紫外波段吸收能力的定量描述。通常用吸收截面來描述單位分子的紫外吸收光譜:
典型氣體吸收截面
通過吸收光譜可分析分子濃度,其測量原理就是Beer-Lambert定律:
I(λ) = I
0 (λ) exp( - L * s(λ) * X)
式中, I
0(λ)表示波長為λ的光的入射光強,I(λ)表示紫外光穿過濃度為X和光程為L的待測氣體后的光強,s(λ)為氣體的吸收截面,L * s(λ) * X稱為光學密度。
2.2 DOAS技術(shù)
DOAS(差分吸收光譜)是一種利用氣體分子的吸收光譜高計算氣體濃度的技術(shù),由德國Heidelberg大學環(huán)境物理研究所的Ulrich Platt先提出。
DOAS技術(shù)的基本原理是利用待測分子的窄帶吸收特性來鑒別分子,并根據(jù)窄帶吸收強度反演出分子的濃度。將分子的吸收截面看成是兩部分的疊加,其一是隨波長緩慢變化的部分,構(gòu)成光譜的寬帶結(jié)構(gòu),其二是隨波長快速變化的部分,構(gòu)成光譜的窄帶精細結(jié)構(gòu),如下式:
si (λ)=si 0 (λ)+si r(λ)
其中si (λ)是分子的吸收截面,si 0 (λ)是吸收截面隨波長緩慢變化的部分,si r (λ)是吸收截面隨波長急劇變化的部分。DOAS方法的原理就是在吸收光譜中剔除光強隨波長緩慢變化的部分,而只留下隨波長快速變化的部分,然后用快速變化部分去反演氣體的濃度,從而可以避免因為光源溫漂或衰減、粉塵干擾、其他氣體干擾等因素引起的測量值波動和漂移。
2.3 光學技術(shù)平臺
分析儀采用如下光學技術(shù)平臺來獲得紫外吸收光譜,該技術(shù)平臺由光源、氣體室、光纖和光譜儀(含光闌、全息光柵、線陣檢測器)等光學組件構(gòu)成,如圖:
光源發(fā)出的紫外可見光經(jīng)光學視窗進入氣體室,被流經(jīng)氣體室的被測樣氣所吸收,攜帶被測樣氣吸收信息的光經(jīng)透鏡匯聚后耦入光纖,經(jīng)光纖傳輸送入光譜儀進行分光、采樣,得到氣體的吸收光譜。
通過對光譜進行分析,可以分析出氣體中相關(guān)組分的濃度。
3 分析儀簡介
3.1 儀器構(gòu)成
EF-2000煙氣分析儀由光源、氣體室、光譜儀、HMI模塊、接口板、氧傳感器模塊(或氧化鋯模塊)、溫度傳感器等部件以及擴展模塊(CO檢測、CO2檢測)組成:
其中:
l
光源:可產(chǎn)生檢測需要的190-500nm紫外光。其關(guān)鍵參數(shù)為光源壽命和可用紫外光波長范圍,分析儀采用、長壽命紫外脈沖氙燈;
氣體室:也稱流通池,被測氣體將恒定的流量流過,吸收紫外光,以便獲取吸收光譜。其關(guān)鍵參數(shù)為光程和耐腐蝕能力;
光譜儀:接收來自氣體室的氣體吸收后的紫外光,實現(xiàn)分光及光譜采集。關(guān)鍵參數(shù)為靈敏度(是紫外波段)、分辨率和溫漂;
氧傳感器:采用電化學手段,測量氧氣濃度;
溫度傳感器:采集樣氣的溫度和壓力,用于將測量成分濃度轉(zhuǎn)化為標態(tài)下的濃度;
HMI模塊:實現(xiàn)通過吸收光譜計算成分濃度的化學計量學算法,以及人機交互;
接口板:提供開關(guān)量、模擬量輸入輸出,提供RS232、485等通訊接口。
下圖為分析儀內(nèi)部布局:
3.2 主要功能
n 利用紫外吸收光譜和化學計量學算法測量氣體濃度并實時顯示,通過RS232、RS485、4-20mA將濃度實時輸出;
n 可實現(xiàn)手動和自動觸發(fā)(如定時時間、外部開關(guān)量輸入等)的校、校量程;
n 開關(guān)量、模擬量輸出/輸入可靈活配置,實現(xiàn)與外部控制系統(tǒng)等的良好配合;
n 每個氣體(除O2外)均支持大小兩個量程,雙量程間可自動、手動或外部觸發(fā)切換,量程比10:1;
n 在氣體室透鏡受到樣氣污染導致能量衰減時,支持自動光譜能量調(diào)節(jié);
n 支持通過GPRS遠程配置、遠程診斷分析儀;
3.3 技術(shù)規(guī)格
SO2量程 |
小量程為50ppm,量程為100%,支持雙量程,量程比1:10 |
量程 |
小量程為50ppm,量程為100%,支持雙量程,量程比1:10 |
O2量程 |
25%,電化學或氧化鋯 |
線性度 |
±1.5% F.S. |
示值誤差 |
< 5% |
重復(fù)性 |
< ±0.5% F.S. |
點漂移 |
< ±2% F.S. / 7天 |
量程漂移 |
< ±2% F.S. / 7天 |
工作溫度 |
-10 ~ 50°C |
響應(yīng)時間(T90) |
<10秒 |
尺寸 |
19" * 3U * 320mm |
4-20mA輸入接口 |
2路,可靈活配置,100歐負載 |