一種低濃度煙氣紅外分析儀制造技術

本實用新型專利技術是一種低濃度煙氣紅外分析儀，本實用新型專利技術氣態污染物檢測單元（8）包括紅外光源（10）及設置在其后的切光器（11），沿光路布置在切光器后依次為吸收池（12）、測量氣室（13）、濾光器（14）、檢測傳感器（15），在吸收池（12）上設吸收池樣氣進口（16）和吸收池樣氣出口（17），測量氣室（13）沿光路方向分隔分別為樣品池（20）、參比池（21），以進行煙氣的高精度測量，本實用新型專利技術通過非分散紅外單色光源照射樣品氣對待測樣品氣進行定量精確分析。本實用新型專利技術除了適合于NO低濃度煙氣的測量，也可應用于對低濃度CO、CO2等煙氣的檢測。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于煙氣監測設備領域，尤其是一種低濃度煙氣紅外分析儀。
技術介紹
現有的低濃度氣體在線檢測方法采用非分散紅外吸收光度法居多。其基本原理為通過非分散紅外單色光源照射樣品氣后，樣品中的分子會吸收某些波長的光；沒有被吸收的光到達檢測器。檢測器檢測到該光強后，產生交流電壓信號，信號經放大處理后，通 過計算機運算分析，得到氣體對應的吸光度值。由于吸收度正比于試樣中該成分的濃度，利用獲得的吸光度的大小和光譜，并根據吸收與已知濃度的標樣的比較，即可對待測樣品氣進行定量精確分析。例如申請號為201110043686.9的中國專利技術專利申請公開了一種非分散紅外多組分煙氣分析儀產品，其中，樣品池采用多次反射池結構，增加氣體吸收光程。上述檢測方法的核心部件是紅外檢測器；根據應用特點的不同，可分為雙光束、微流、微音器等不同類型。例如武漢四方光電科技有限公司在《微流紅外氣體分析儀器在CEMS應用中的關鍵難點及檢定方法探討》論文中公開了該公司專利技術的微流紅外傳感器結構檢測器由前氣室、后氣室、微流傳感器組成，前、后氣室沿光路方向前后順序布置，并充滿待測組分的氣體。在紅外光的作用下，檢測器前、后氣室中的氣體發生膨脹；由于存在膨脹差異，會導致前、后氣室之間產生微小的流量；微流傳感器檢測到該流量后，產生交流電壓信號，信號經處理后得到氣體的濃度。歸納起來，上述煙氣紅外分析儀存在如下問題I)樣品池或吸收池，如采用多次反射池結構來增加氣體吸收光程，光路設計較為復雜，鏡面結構和工藝要求較高，容易產生干涉條紋、光學像差、甚至記憶效應(針對吸附性較強的氣體)，從而造成測量精度的降低；2)紅外檢測器前、后氣室如采用沿光路方向前后順序布置，使得穿過測量室的紅外光進入吸光室后，又接著穿過另一個氣室，容易干擾釋電探測器的測量精度，較難穩定地實現低濃度氣體的測量。
技術實現思路
為解決上述技術問題，提供一種高精度、高可靠性的低濃度煙氣分析儀，本專利技術采用的技術方案如下一種低濃度煙氣紅外分析儀，包括機箱I、加熱控制單元2、輸出顯示單元3、數據采集處理單元4、供電電源5 ;機箱I內設置煙氣管路，濾水過濾裝置6設置在煙氣管路進口，煙氣管路上分別設置溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、氧傳感器7、氣態污染物檢測單元8 ;所述的氣態污染物檢測單元8包括紅外光源10及設置在其后的切光器11，沿光路布置在切光器后依次為吸收池12、測量氣室13、濾光器14、檢測傳感器15 ;在吸收池12上設吸收池樣氣進口 16和吸收池樣氣出口 17，測量氣室13沿光路方向分隔分別為樣品池20、參比池21，參比池21內封裝標準氣體，樣品池20設樣品池樣氣進口 18和樣品池樣氣出口 19，吸收池樣氣出口 17與樣品池樣氣進口 18相連通。上述技術方案中，檢測傳感器15可以優選微流氣動探測器，結構包括透射窗口22、吸光室23、氣體補償室24、氣體過濾器25，吸光室23和氣體補償室24之間有通道26連接，通道26內設置有鉬絲和氣動熱釋電探測器，吸光室23設置在正對透射窗口 22位置，氣體補償室24為環狀環繞在吸光室23外圍。本專利技術的吸收池12的長度為100mnT240mm，長度選擇取決于待測氣體濃度大??；一般待測氣體濃度越低，吸收池長度就越長，以便能讓單色光被某種波長的氣體充分吸收，在光譜圖中形成明顯的吸收峰特征。本專利技術的參比池21內封裝的標準氣體為濃度為100mg/m3的NO ;當待測氣體濃度超標時，本專利技術分析儀將自動報警，判定氣體不合格。如果需要兼容各種濃度的氣體檢測，可以根據客戶要求封裝特定濃度的待測氣體在參比池內。本專利技術的原理如下非分散紅外吸收光度法是一種新型的氣體濃度檢測方法通過非分散紅外單色光源照射樣品氣后，樣品中的分子會吸收某些波長的光；沒有被吸收的光到達微流檢測器。微流檢測器檢測到該光強后，產生交流電壓信號，信號經放大處理后，通過計算機運算分析，得到氣體對應的吸光度值。由于吸收度正比于試樣中該成分的濃度，利用獲得的吸光度的大小和光譜，并根據吸收與已知濃度的標樣的比較，即可對待測樣品氣進行定量精確分析。本專利技術適用于低濃度氣體的測量，尤其是針對低濃度NO氣體的測量，利用NO氣體低濃度值的測量靈敏度及其對紅外光的敏感吸收特點，專門增加一個吸收池，測量時，讓紅外光束依次穿過吸收池、樣品池而到達檢測傳感器，以便能讓通過的單色光被NO氣體充分吸收，使穿過樣品池后進入檢測器獲得的透射率T更大，以解決待測氣體濃度很低時、透射率T較低、無法精確測量氣體低濃度值的難題，提高了分析儀探測靈敏度和抗多組分相互干擾的能力。本專利技術利用切光器使得單一光源發出的紅外光束變為雙光束，采用雙光束分光光度法測量，相比其他光學測量技術，具有以下明顯優點通過參比光隨時監測光強變化并對變化的影響進行校正的作用，可自動消除光源強度變化所引起的誤差，避免由于電源波動或者光源老化引起的測量誤差，同時也消除了放大器增益變化和光學及電子學元器件對兩條光路不平衡的影響，從而使得飄移減小、基線平直度提高，而且不隨溫度的變化而變化，提高了儀器的穩定性。更進一步，本專利技術的檢測傳感器采用微流氣動探測器，利用微流氣動原理，設計有里外兩個氣室；里面氣室位于中間，作為吸光室；外層作為補償之氣室；里外氣室之間很細的通道內設置了鉬絲和氣動熱釋電探測器；由于沿光路方向只布置有吸光室，保證了所有穿過吸收池、樣品池的光束只由吸光室探測獲得，從而確保分析儀的檢測精度和靈敏度，結構更加合理，特別適合于NO等低濃度煙氣的測量。而按照目前國際上公布的已有微流檢測器結構，是沿光路方向前后順序布置這兩個氣室，導致穿過測量室的紅外光進入吸光室后，又分別穿過另一個氣室，容易干擾釋電探測器的測量精度，使得這種結構顯然不適合于低濃度的氣體測量。本專利技術可受益的行業有精煉、石化和化學處理、冶金生產、硬化熱處理、天然氣生產和分配，易燃混合氣體的測量、生物技術、垃圾填埋處理、鍋爐煙道氣體分析、電廠、過程熔爐和焚化爐、各地CEMS集成商和環監站等。本專利技術除了適合于NO低濃度煙氣的測量，也可應用于對低濃度CO、CO2等煙氣的檢測。附圖說明圖I為本專利技術實施例煙氣分析儀的結構布局圖。圖2為本專利技術氣態污染物檢測單元結構示意圖。圖3為本專利技術氣態污染物檢測單元雙路布置結構示意圖。圖4為微流氣動探測器結構主視圖。圖5為微流氣動探測器結構右視圖。具體實施方式·實施例I :圖I為本專利技術實施例煙氣分析儀的結構布局圖，如圖所示，包括機箱I、加熱控制單元2、輸出顯示單元3、數據采集處理單元4、供電電源5 ;機箱I內設置煙氣管路，濾水過濾裝置6設置在煙氣管路進口，煙氣管路上分別設置溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、氧傳感器7、氣態污染物檢測單元8 ;機箱內還包括一個煙氣多參數測量腔9，溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器均設置在煙氣多參數測量腔9內。本實施例的氣態污染物檢測單元8，包括紅外光源10及設置在其后的切光器11，沿光路布置在切光器后依次為吸收池12、測量氣室13、濾光器14、檢測傳感器15 ;在吸收池12上設吸收池樣氣進口 16和吸收池樣氣出口 17，測量氣室13沿光路方向分隔分別為樣品池20、參比池21 ;參比池21內封裝標準氣體，檢測過程中，當待測氣體濃度超標時，本專利技術分析儀將自動報警，判本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種低濃度煙氣紅外分析儀，包括機箱（1）、加熱控制單元（2）、輸出顯示單元（3）、數據采集處理單元（4）、供電電源（5），機箱（1）內設置煙氣管路，濾水過濾裝置（6）設置在煙氣管路進口，煙氣管路上分別設置溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、氧傳感器（7）、氣態污染物檢測單元（8），其特征在于：所述的氣態污染物檢測單元（8）包括紅外光源（10）及設置在其后的切光器（11），沿光路布置在切光器后依次為吸收池（12）、測量氣室（13）、濾光器（14）、檢測傳感器（15），在吸收池（12）上設吸收池樣氣進口（16）和吸收池樣氣出口（17），測量氣室（13）沿光路方向分隔分別為樣品池（20）、參比池（21），參比池（21）內封裝標準氣體，樣品池（20）設樣品池樣氣進口（18）和樣品池樣氣出口（19），吸收池樣氣出口（17）與樣品池樣氣進口（18）相連通。

【技術特征摘要】
1.一種低濃度煙氣紅外分析儀，包括機箱(I)、加熱控制單元(2)、輸出顯示單元(3)、數據采集處理單元(4)、供電電源(5)，機箱(I)內設置煙氣管路，濾水過濾裝置(6)設置在煙氣管路進口，煙氣管路上分別設置溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、氧傳感器(7)、氣態污染物檢測單元(8)，其特征在于所述的氣態污染物檢測單元(8)包括紅外光源(10)及設置在其后的切光器(11)，沿光路布置在切光器后依次為吸收池(12)、測量氣室(13)、濾光器(14)、檢測傳感器(15)，在吸收池(12)上設吸收池樣氣進口( 16)和吸收池樣氣出口(17)，測量氣室(13)沿光路方向分隔分別為樣品池(20)、參比池(21)，參比池(21)內封裝標準氣體，樣品池(20)設樣品池樣氣進口( 18)和...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉德允，陳瑩，范黎鋒，陳清，孫明偉，李浙英，王玉龍，徐成亞，
申請(專利權)人：南京埃森環境技術有限公司，
類型：實用新型
國別省市：