紫外气体分析仪
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产品品牌:
OEM
产品型号:
EF-2000

1         概述

EF-2000紫外气分析仪(OEM)是针对国内外环保、工业控制现场在线气体分析自主研发的气体分析仪产品。该分析仪基于紫外吸收光谱技术和化学计量学算法,能够测量SO2、NOx、O2、NH3、Cl2、O3、H2S、HCL等气体的浓度,具有测量高、可靠性高、响应时间快、适用范围广等特点,各项指标达到或超过国内外同类产品,可广泛应用于环保在线监测、工业控制、安全监测等场合。   EF-2000烟气分析仪

2         技术原理

2.1         紫外吸收光谱

电磁辐射(光)与原子和分子之间的相互作用是光谱检测技术的基础,目前已经发展出红外吸收光谱、近红外吸收光谱、紫外吸收光谱、原子发射光谱、原子吸收光谱、质谱、X射线荧光光谱等检测技术。 紫外吸收光谱检测技术的基础是,紫外光与分子相互作用时被分子吸收导致光能的变化,由于不同分子内部电子能级的跃迁能量和几率的不同,使得不同分子具有特征吸收光谱,可见,紫外吸收光谱是分子在紫外波段吸收能力的定量描述。通常用吸收截面来描述单位分子的紫外吸收光谱: 典型气体吸收截面   通过吸收光谱可分析分子浓度,其测量原理就是Beer-Lambert定律: I(λ) = I0 (λ) exp( - L * s(λ) * X) 式中, I0(λ)表示波长为λ的光的入射光强,I(λ)表示紫外光穿过浓度为X和光程为L的待测气体后的光强,s(λ)为气体的吸收截面,L * s(λ) * X称为光学密度。

2.2         DOAS技术

DOAS(差分吸收光谱)是一种利用气体分子的吸收光谱高计算气体浓度的技术,由德国Heidelberg大学环境物理研究所的Ulrich Platt教授首先提出。 DOAS技术的基本原理是利用待测分子的窄带吸收特性来鉴别分子,并根据窄带吸收强度反演出分子的浓度。将分子的吸收截面看成是两部分的叠加,其一是随波长缓慢变化的部分,构成光谱的宽带结构,其二是随波长快速变化的部分,构成光谱的窄带精细结构,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)是吸收截面随波长缓慢变化的部分,si r (λ)是吸收截面随波长急剧变化的部分。DOAS方法的原理就是在吸收光谱中剔除光强随波长缓慢变化的部分,而只留下随波长快速变化的部分,然后用快速变化部分去反演气体的浓度,从而可以避免因为光源温漂或衰减、粉尘干扰、其他气体干扰等因素引起的测量值波动和漂移。

2.3         光学技术平台

分析仪采用如下光学技术平台来获得紫外吸收光谱,该技术平台由光源、气体室、光纤和光谱仪(含光阑、全息光栅、线阵检测器)等光学组件构成,如图:   光源发出的紫外可见光经光学视窗进入气体室,被流经气体室的被测样气所吸收,携带被测样气吸收信息的光经透镜汇聚后耦入光纤,经光纤传输送入光谱仪进行分光、采样,得到气体的吸收光谱。 通过对光谱进行分析,可以分析出气体中相关组分的浓度。

3         分析仪简介

3.1         仪器构成

EF-2000烟气分析仪由光源、气体室、光谱仪、HMI模块、接口板、氧传感器模块(或氧化锆模块)、温度传感器等部件以及扩展模块(CO检测、CO2检测)组成:   其中: l          光源:可产生检测需要的190-500nm紫外光。其关键参数为光源寿命和可用紫外光波长范围,分析仪采用高性能、长寿命紫外脉冲氙灯; 气体室:也称流通池,被测气体将恒定的流量流过,吸收紫外光,以便获取吸收光谱。其关键参数为光程和耐腐蚀能力; 光谱仪:接收来自气体室的气体吸收后的紫外光,实现分光及光谱采集。关键参数为灵敏度(特别是紫外波段)、分辨率和温漂; 氧传感器:采用电化学手段,测量氧气浓度; 温度传感器:采集样气的温度和压力,用于将测量成分浓度转化为标态下的浓度; HMI模块:实现通过吸收光谱计算成分浓度的化学计量学算法,以及人机交互;     接口板:提供开关量、模拟量输入输出,提供RS232、485等通讯接口。   下图为分析仪内部布局:  

3.2         主要功能

n          利用紫外吸收光谱和化学计量学算法测量气体浓度并实时显示,通过RS232、RS485、4-20mA将浓度实时输出; n          可实现手动和自动事件触发(如定时时间、外部开关量输入等)的校零、校量程; n          开关量、模拟量输出/输入可灵活配置,实现与外部控制系统等的良好配合; n          每个气体(除O2外)均支持大小两个量程,双量程间可自动、手动或外部触发切换,量程比达到10:1; n          在气体室透镜受到样气污染导致能量衰减时,支持自动光谱能量调节; n          支持通过GPRS远程配置、远程诊断分析仪;

3.3         技术规格

SO2量程 小量程为50ppm,量程为100%,支持双量程,量程比达到1:10
NO量程 小量程为50ppm,量程为100%,支持双量程,量程比达到1:10
O2量程 25%,电化学或氧化锆
线性度 ±1.5% F.S.
示值误差 < 5%
重复性 < ±0.5% F.S.
零点漂移 < ±2% F.S. / 7天
量程漂移 < ±2% F.S. / 7天
工作温度 -10 ~ 50°C
响应时间(T90) <10秒
尺寸 19" * 3U * 320mm
4-20mA输入接口 2路,可灵活配置,100欧负载