紅外煙氣分析儀：煙氣分析儀技術研究
0 引言
資源和環(huán)境是人類賴以生存、繁衍和發(fā)展的基本條件，地球是人類的共同家園。而資源短缺、環(huán)境污染和生態(tài)惡化，已經成為人類普遍關注的全球性問題。保護人類生存環(huán)境，實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，是21世紀國際社會“和平與發(fā)展”和“環(huán)境與發(fā)展”兩個主題之一。為了保障人們呼吸清新空氣，飲用干凈水，享受放心食物，必須加強環(huán)境監(jiān)測工作。目前，我國重點城市已在利用建立的環(huán)境空氣質量自動監(jiān)測系統(tǒng)開展環(huán)境空氣質量日報或預報工作。2000年，國家開始實施130個城市的環(huán)境空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)的建設項目。目前，煙氣監(jiān)測設備主要分為兩種技術，分別是紅外NDIR技術和紫外吸收法，其中，市場上70%以上的分析儀是采用紅外NDIR法。
1 技術特點
1.1 產品特點
①全自動運行：可實現(xiàn)自動調零、自動校正、自動測量、自動恢復等智能化功能。
②抗干擾：分析儀設置了膈膜器、溫濕度探頭和壓力傳感器，采用DAOS技術，極大程度減少灰塵、水蒸氣的影響，同時，通過動態(tài)監(jiān)測溫濕度和壓力，對溫度和壓力進行動態(tài)校準，保證數(shù)據(jù)準確性。
③操作容易：非專業(yè)技術人員也可輕易上手。
④在線監(jiān)測方式多樣化：可實現(xiàn)人工隨時測量、自動定時測量、自動周期性測量等測定方式。
⑤測定速度快，數(shù)據(jù)準確可靠：可隨時監(jiān)控生產過程中選定控制節(jié)點的樣品濃度并反饋控制過程。
1.2 功能描述
①通訊模式：HJ/T212-2005《污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標準》；
②接口：4路模擬量輸出，支持RS485/232數(shù)字輸出；
③測量間隔時間：任意選擇或連續(xù)；
④校準：自動校準的時間間隔可人工選擇。
2 設計方案
2.1 紅外分析方法
儀器主要由工控機、CPU組成主從通訊模式，工控機為主，其他為從，下面是各個模塊的職責分工：
工控機：采用3.5寸的觸摸顯示一體化ARM工控機；
數(shù)字信號輸出：采用RS232通訊模式，波特率為9600，支持國標212通訊協(xié)議，為主動發(fā)送模式；
CPU：采用80C51F410型號的單片機，負責與上位機進行通訊，采用采用RS232通訊模式，波特率為2400，將檢測的數(shù)據(jù)發(fā)送到工控機，通訊協(xié)議為自定義協(xié)議，同時還負責光信號采集、閥體控制、流程控制等。
2.2 紫外分析方法
儀器由工控機、氣室、探測器、氙燈等組成，在紫外氙燈的作用下，煙氣中的SO2和NO氣體在紫外區(qū)287和
216nm下有強烈吸收，根據(jù)吸收強度計算出其濃度。
2.3 紫外光譜分析方法
儀器由工控機、氣室、光譜儀、氙燈等組成，在紫外氙燈的作用下，通過光譜儀掃描200-400nm區(qū)間的光譜信息，利用煙氣中的SO2、和NO氣體在紫外區(qū)下有強烈吸收的特性，采用DAOS計算出濃度。
3 結論
通過研究紅外NDIR技術、紫外分光技術和紫外光譜技術，形成了三種煙氣分析方案，并通過實驗驗證三種方案的可行性，最終，確定紫外光譜技術為最佳方案。
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