[發明專利]基于紫外差分吸收光譜法的煙氣分析儀及測量方法

有效

• 申請號: 202110345278.2
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113092398B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 張濤;李永剛;李洪剛;王磊;關淑翠
• 申請（專利權）人: 天津同陽科技發展有限公司
• 主分類號: G01N21/33
• 分類號: G01N21/33;G01N21/01
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳夢圓

本發明提供了一種基于紫外差分吸收光譜法的煙氣分析儀，包括：氣路模塊，用于待測煙氣輸入輸出煙氣分析儀；光路模塊，用于將所述待測煙氣經過光譜儀將光信號轉換接入電路模塊；電路模塊，用于進行濃度反演計算。本發明還提供了一種使用如上所述的煙氣分析儀進行煙氣濃度測量的方法。

技術領域

本發明涉及氣體濃度測量分析技術領域，尤其涉及一種基于紫外差分吸收光譜法的煙氣分析儀及測量方法。

背景技術

隨著國內工業的發展，國家對環境污染的情況也開始重視起來，各地方環保部門陸續出臺了工業生產中各種污染氣體如煙塵、二氧化硫、氮氧化物等成分排放濃度的排放標準。同時，關于煙氣氣體各成分的濃度檢測要求也更加精確和嚴格，保證實時性和準確性。

差分吸收光譜法(DOAS)早由德國海德堡大學環境物理研究所的Platt提出。主要是利用吸收分子在紫外到可見光段的特征吸收來研究大氣層的痕量氣體成分(CH₂O、O₃、NO₂、SO₂、Hg、NH₃等)。差分吸收光譜技術是利用空氣中氣體分子的窄帶吸收特性來鑒別氣體成分，并根據窄帶吸收強度來推演氣體的濃度，因此差分吸收光譜方法具有一些傳統檢測方法所無法比擬的優點。DOAS廣泛應用于測量大氣中污染氣體濃度，以后逐漸在煙氣監測領域也得到應用，差分吸收光譜法的主要優點是可以在不受被測對象化學行為的干擾的情況下來測量它們的濃度，可以通過分析幾種氣體在同一波段的重疊吸收光譜，來同時測定幾種氣體的濃度。增加測量氣體的數量只需要更改軟件，不需要增加硬件。

目前，市面上大多是直接測量式的煙氣分析儀，直接測量式是將煙道作為一個開放的吸收池，對氣體進行實時連續的直接測量，不需要預處理系統，雖然有安裝方便，維護量小，并且在一定范圍內不受煙道內煙塵和水霧的影響的一些優點，但當煙塵或水霧較高時此方法就無效了，易耗品較貴，維護需要專業人士，特別是當保護儀表失效時設備極易被煙道氣體污染導致數據的失效，而且現場不容易實施對標準物質的比對實驗。此外，由于超低排放現場的煙氣成分復雜，二氧化硫、氮氧化物排放的濃度較低，目前大部分煙氣分析儀為常規量程分析儀，已不能滿足監測要求，一些采用紅外技術的煙氣分析儀在低濃度區域測量易受背景氣體干擾的影響，還有一些紫外煙氣分析儀為了提高檢測靈敏度采用了多次反射測量池，多次反射測量池增加了系統的復雜程度，相較于直通池穩定性差并且增加了現場維護難度。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種基于紫外差分吸收光譜法的煙氣分析儀及測量方法，以期部分地解決上述技術問題中的至少之一。

為了實現上述目的，作為本發明的一方面，提供了一種基于紫外差分吸收光譜法的煙氣分析儀，包括：

氣路模塊，用于待測煙氣輸入輸出煙氣分析儀；

光路模塊，用于將所述待測煙氣經過光譜儀將光信號轉換接入電路模塊；

電路模塊，用于進行濃度反演計算。

其中，所述氣路模塊包括氣室進出氣口、盤管單元、電磁閥、旋轉泵和氣室管道，其中，所述氣室管道的材料為鋁合金材料。

其中，所述光路模塊包括光源、光纖、透鏡、反射鏡和光譜儀，其中，所述光源發射紫外光，經所述透鏡準直為平行光，經所述反射鏡反射后再經所述透鏡匯聚進入所述光譜儀。

其中，所述電路模塊包括電源開關、繼電器、控制電源、PCB板、觸摸屏及風扇。

作為本發明的另一方面，提供了一種使用如上所述的煙氣分析儀進行煙氣濃度測量的方法，包括以下步驟：

光源發射紫外光信號，進入光譜儀，光譜儀采集光信號；

對光譜信號譜線進行濾波，采用波長權重法擬合得到直接濃度D₀；