工(gong)業發展帶(dai)來(lai)經濟騰飛的(de)(de)同時，也給環境(jing)帶(dai)來(lai)極大(da)的(de)(de)負擔。環境(jing)污(wu)染，尤其是大(da)氣(qi)(qi)(qi)(qi)污(wu)染程(cheng)度不斷加深(shen)，嚴重影響了人們的(de)(de)正(zheng)常生(sheng)活(huo)和身(shen)體(ti)健康。固定污(wu)染源(yuan)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)排(pai)放是大(da)氣(qi)(qi)(qi)(qi)污(wu)染氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)主要來(lai)源(yuan)之一，研發具(ju)有(you)實(shi)時性(xing)、智能化、穩定性(xing)好、可靠性(xing)高且操作簡單的(de)(de)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)監測(ce)系(xi)統，對于我(wo)國煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)自動監測(ce)系(xi)統的(de)(de)發展，控制煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)中污(wu)染物質的(de)(de)排(pai)放具(ju)有(you)實(shi)際(ji)意義。

1 、 紅(hong)外線氣(qi)體分(fen)析儀(yi)在煙氣(qi)自動(dong)檢(jian)測(ce)系(xi)統中的(de)應用(yong)

1.1 測量原理 

      我國(guo)當前使用的(de)(de)器(qi)在(zai)監(jian)測范圍、測量精度、組(zu)分分析方面，存在(zai)較大的(de)(de)局限(xian)性，而(er)新型的(de)(de)非分散紅(hong)外線（NDIR）技(ji)術，則能實現(xian)對多組(zu)分煙氣濃(nong)度的(de)(de)檢(jian)測，該(gai)技(ji)術檢(jian)測原理為氣體紅(hong)外吸收，在(zai)測量過程中(zhong)無需消耗(hao)物質(zhi)，因此具有(you)使用壽命長(chang)、穩定(ding)性好、選擇性強、測量范圍廣(guang)(guang)、高精準(zhun)度，具有(you)廣(guang)(guang)泛的(de)(de)推(tui)廣(guang)(guang)意義(yi)。

      煙氣(qi)中的(de)主(zhu)要成分為(wei)(wei)硫、氮(dan)、碳的(de)氧化(hua)(hua)物，主(zhu)要以(yi)二氧化(hua)(hua)硫（SO2）、一(yi)氧化(hua)(hua)碳（CO）、一(yi)氧化(hua)(hua)氮(dan)（NO）和二氧化(hua)(hua)氮(dan)（NO2）為(wei)(wei)主(zhu)，這類氣(qi)體(ti)在紅(hong)外波(bo)段有獨特(te)(te)的(de)吸(xi)收(shou)波(bo)，被稱(cheng)為(wei)(wei)特(te)(te)征(zheng)吸(xi)收(shou)波(bo)。特(te)(te)征(zheng)吸(xi)收(shou)波(bo)根據(ju)物質不同，波(bo)形(xing)各異，因此(ci)可(ke)用作鑒別(bie)各類物質的(de)依據(ju)。而氣(qi)體(ti)濃度的(de)確定，則是根據(ju)特(te)(te)征(zheng)吸(xi)收(shou)光(guang)譜(pu)對紅(hong)外能量的(de)吸(xi)收(shou)能力進行檢測的(de)。根據(ju)朗伯-比(bi)爾吸(xi)收(shou)定律可(ke)知，當待測氣(qi)體(ti)組分有紅(hong)外光(guang)通過時，氣(qi)體(ti)分子吸(xi)收(shou)特(te)(te)定波(bo)長的(de)紅(hong)外線。

1.2 測量(liang)方式 

      單(dan)光(guang)(guang)(guang)束雙波長(chang)法中(zhong)有測(ce)(ce)量濾(lv)光(guang)(guang)(guang)片(pian)和參(can)(can)比濾(lv)光(guang)(guang)(guang)片(pian)，其中(zhong)測(ce)(ce)量濾(lv)光(guang)(guang)(guang)片(pian)是對有特征(zheng)吸(xi)(xi)收(shou)紅(hong)外光(guang)(guang)(guang)譜通(tong)過的(de)待(dai)測(ce)(ce)組分(fen)進行測(ce)(ce)量，透過測(ce)(ce)量氣(qi)(qi)室(shi)的(de)光(guang)(guang)(guang)線強(qiang)度(du)(du)受煙氣(qi)(qi)濃度(du)(du)的(de)影(ying)響(xiang)，測(ce)(ce)量值記(ji)為(wei)I；而參(can)(can)比濾(lv)光(guang)(guang)(guang)片(pian)測(ce)(ce)量組分(fen)不(bu)吸(xi)(xi)收(shou)通(tong)過的(de)紅(hong)外光(guang)(guang)(guang)，因此透過測(ce)(ce)量氣(qi)(qi)室(shi)的(de)光(guang)(guang)(guang)線強(qiang)度(du)(du)幾乎不(bu)受被測(ce)(ce)組分(fen)濃度(du)(du)變(bian)化的(de)影(ying)響(xiang)，測(ce)(ce)量結果作(zuo)為(wei)參(can)(can)照，記(ji)為(wei)I0。根據朗伯-比爾定律(lv)，待(dai)測(ce)(ce)氣(qi)(qi)體吸(xi)(xi)收(shou)光(guang)(guang)(guang)度(du)(du)與其濃度(du)(du)關系(xi)滿足關系(xi)式：-In（I/I0）=LkC，I為(wei)測(ce)(ce)量光(guang)(guang)(guang)強(qiang)度(du)(du)，I0為(wei)參(can)(can)照光(guang)(guang)(guang)強(qiang)度(du)(du)，L是紅(hong)外線經過吸(xi)(xi)收(shou)氣(qi)(qi)體的(de)路徑，k待(dai)測(ce)(ce)氣(qi)(qi)體的(de)吸(xi)(xi)收(shou)系(xi)數，C為(wei)氣(qi)(qi)體的(de)濃度(du)(du)，單(dan)位為(wei)mg/m3。

      氣(qi)(qi)體(ti)濾(lv)波(bo)(bo)相關法(fa)是將(jiang)被(bei)測(ce)(ce)(ce)(ce)氣(qi)(qi)體(ti)填充在氣(qi)(qi)體(ti)濾(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)池中(zhong)，代替上(shang)述方法(fa)中(zhong)的(de)參比(bi)濾(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)片(pian)，利用此法(fa)可(ke)提(ti)高被(bei)測(ce)(ce)(ce)(ce)氣(qi)(qi)體(ti)組(zu)分(fen)(fen)對(dui)(dui)特征波(bo)(bo)的(de)吸收效(xiao)果。這一測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)系統(tong)由五部分(fen)(fen)組(zu)成：光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源由能(neng)(neng)斯(si)特燈發射紅外(wai)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)；測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)氣(qi)(qi)室有抽氣(qi)(qi)孔和充氣(qi)(qi)孔，為(wei)待(dai)測(ce)(ce)(ce)(ce)氣(qi)(qi)體(ti)組(zu)分(fen)(fen)濃度的(de)穩定提(ti)供了保障，而高溫(wen)伴熱(re)功能(neng)(neng)，可(ke)有效(xiao)防止水蒸氣(qi)(qi)和污染物(wu)冷凝，造成對(dui)(dui)測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)結果的(de)干擾；切光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)輪(lun)主要負責將(jiang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束信號射頻模式化(hua)；濾(lv)www.ssood.com波(bo)(bo)輪(lun)上(shang)安裝不同被(bei)測(ce)(ce)(ce)(ce)氣(qi)(qi)體(ti)的(de)氣(qi)(qi)體(ti)濾(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)池和測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)濾(lv)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)片(pian)，濾(lv)波(bo)(bo)輪(lun)和切光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)輪(lun)的(de)旋轉動作由無刷直流電(dian)(dian)動機提(ti)供動力，對(dui)(dui)各組(zu)分(fen)(fen)的(de)測(ce)(ce)(ce)(ce)定則由自動化(hua)控(kong)(kong)制系統(tong)發送控(kong)(kong)制指(zhi)令完成測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)；光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)管前安裝放大器，以提(ti)高弱信號接收的(de)可(ke)靠性。

被測氣(qi)體濾光池和(he)測量(liang)濾光片(pian)的(de)(de)位(wei)置由設備(bei)內部處(chu)理(li)器控制，一(yi)次測量(liang)過程可(ke)對待測氣(qi)體進(jin)行(xing)(xing)多次掃描(miao)，以提高信號的(de)(de)信噪比，減(jian)少測量(liang)誤差。利用微(wei)處(chu)理(li)器可(ke)對各式干(gan)擾進(jin)行(xing)(xing)有效(xiao)處(chu)理(li)；使(shi)用靠減(jian)去干(gan)擾組分(fen)濃度的(de)(de)方(fang)法(fa)可(ke)對不同(tong)待測組分(fen)光譜重疊進(jin)行(xing)(xing)有效(xiao)處(chu)理(li)；而校正因子則是用來處(chu)理(li)干(gan)擾組分(fen)對測量(liang)組分(fen)吸收系數(shu)的(de)(de)影響。

1.3 技術分(fen)析

       ①煙氣分(fen)析(xi)。

        煙(yan)氣分(fen)析儀采用的(de)分(fen)析技(ji)術為單(dan)光束雙波(bo)長與氣體濾波(bo)相關技(ji)術的(de)結(jie)合，濾波(bo)輪上的(de)氣體濾波(bo)池能(neng)實現對不同(tong)氣體的(de)同(tong)時測(ce)量，并(bing)利用干擾參數(shu)扣(kou)除技(ji)術，大大提(ti)高了(le)測(ce)量結(jie)果的(de)準確度，并(bing)能(neng)實現對一(yi)氧(yang)化(hua)(hua)碳(tan)、二氧(yang)化(hua)(hua)碳(tan)、一(yi)氧(yang)化(hua)(hua)氮、二氧(yang)化(hua)(hua)氮、二氧(yang)化(hua)(hua)硫、甲(jia)烷(wan)、氨(an)氣以及氯化(hua)(hua)氫八(ba)種氣體的(de)高精度持續性(xing)檢測(ce)。如對一(yi)氧(yang)化(hua)(hua)碳(tan)的(de)測(ce)量范圍(wei)可達4000mg/m3，精度可達到0.1%。

      ②信號放(fang)大電(dian)路。

      信號放大電路(lu)利用CMOS工藝制成的(de)斬(zhan)波穩零(ling)結合(he)多(duo)級放大模式，主要組成部件有(you)多(duo)路(lu)開(kai)關和儀(yi)表放大器。信號放大電路(lu)增(zeng)益高、響應快，輸入偏置(zhi)電流(liu)小(xiao)等(deng)優點，能(neng)(neng)有(you)效(xiao)減少誤差，還(huan)具有(you)自動調零(ling)的(de)功能(neng)(neng)，增(zeng)加了測量(liang)的(de)精(jing)準度和穩定性。

      ③CEMS煙氣(qi)連續排放監(jian)測系統。

       CEMS煙氣連(lian)續排放監(jian)測(ce)系(xi)統(tong)的(de)構成包括了多種學科，如智(zhi)能(neng)采(cai)樣技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)、數字濾波算法技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)、軟件自動(dong)(dong)識(shi)別補償輕微污染技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)、網(wang)絡技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)、分布技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)、光(guang)功(gong)率軟件修正(zheng)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)以及多線程(cheng)布控技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)等。該系(xi)統(tong)具有(you)的(de)功(gong)能(neng)也較為(wei)完善(shan)，目(mu)前已經實現(xian)的(de)功(gong)能(neng)主(zhu)要有(you)定量測(ce)量功(gong)能(neng)、自動(dong)(dong)校零、異常報警、遠(yuan)程(cheng)傳(chuan)輸(shu)、報表生成等各項功(gong)能(neng)。

1.4 應(ying)用 

      ①對煙(yan)氣(qi)監(jian)測及(ji)管理。

      主要(yao)利(li)用嵌(qian)入式(shi)軟(ruan)件(jian)，完成對(dui)污(wu)染(ran)(ran)源氣態(tai)污(wu)染(ran)(ran)物的(de)監(jian)控職能，并(bing)為相(xiang)(xiang)關部(bu)(bu)門提(ti)供檢查對(dui)象的(de)瞬時值(zhi)和歷史記錄，當污(wu)染(ran)(ran)源超標時，還(huan)可(ke)利(li)用自動報(bao)警功能對(dui)相(xiang)(xiang)關部(bu)(bu)門發出警示。該系(xi)統對(dui)污(wu)染(ran)(ran)源進(jin)行(xing)的(de)連續(xu)性(xing)測(ce)量(liang)，可(ke)為環(huan)(huan)保部(bu)(bu)門提(ti)供電子政務和辦(ban)公自動化所(suo)需的(de)基本(ben)材料，為部(bu)(bu)門制(zhi)定(ding)環(huan)(huan)保政策提(ti)供可(ke)靠的(de)數據支(zhi)持(chi)。嵌(qian)入式(shi)軟(ruan)件(jian)在信(xin)號處理方面具有較強的(de)靈活性(xing)，可(ke)對(dui)不同變(bian)量(liang)和濃(nong)度范圍(wei)的(de)氣體進(jin)行(xing)測(ce)量(liang)；取樣方面更加智能化，與算法相(xiang)(xiang)結(jie)合，可(ke)剔除異常測(ce)量(liang)值(zhi)，提(ti)高測(ce)量(liang)結(jie)果的(de)準確率。

      ②技術指標。

        設備所能達到(dao)的技(ji)術指標如下(xia)：零(ling)點漂(piao)移可控制在(zai)±2.5%范圍內(nei)（F.S/3d或7d），量程漂(piao)移不超過±2.5%，線(xian)性誤(wu)差在(zai)±5.0%以內(nei)，響應時間不超過200s，重復性低于(yu)0.5%，輸出波(bo)動低于(yu)0.4%，可對(dui)電源、標定、分(fen)析儀故障發出警報輸出。對(dui)各氣(qi)體(ti)的測量量程分(fen)別可達到(dao)SO2為(wei)(wei)4000、NO2為(wei)(wei)1000、NO為(wei)(wei)2500、CO為(wei)(wei)2500，檢測下(xia)線(xian)為(wei)(wei)10（單(dan)位：mg/m3）。

      隨(sui)著社會(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)斷進步，人們對(dui)環(huan)境問題越來越重(zhong)(zhong)視(shi)，傳統的(de)(de)(de)(de)(de)經濟(ji)發(fa)展模式對(dui)環(huan)境的(de)(de)(de)(de)(de)損害較(jiao)大(da)，已經不(bu)適應(ying)現(xian)代生(sheng)產發(fa)展的(de)(de)(de)(de)(de)需要(yao)，加大(da)節能(neng)(neng)減排(pai)力度(du)，減少(shao)環(huan)境污染是當(dang)前企業面(mian)臨的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)要(yao)任(ren)務。就目前技術發(fa)展水平(ping)而言，我國還無法(fa)完全消除煙(yan)氣(qi)等(deng)污染物的(de)(de)(de)(de)(de)來源，但可通過先進的(de)(de)(de)(de)(de)檢測(ce)(ce)(ce)技術，對(dui)煙(yan)氣(qi)排(pai)放中(zhong)污染組分(fen)(fen)(fen)(fen)進行實時檢測(ce)(ce)(ce)，為(wei)企業和環(huan)保部門制定有效的(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)保措施提供依(yi)據(ju)。紅(hong)外氣(qi)體分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)儀相對(dui)于(yu)傳統的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)儀器，具有檢測(ce)(ce)(ce)范圍大(da)、精準(zhun)度(du)高、能(neng)(neng)對(dui)多(duo)組分(fen)(fen)(fen)(fen)進行同時檢測(ce)(ce)(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)優點，因此可廣泛應(ying)用(yong)于(yu)CEMS煙(yan)氣(qi)在線(xian)監測(ce)(ce)(ce)領域。不(bu)過因為(wei)水分(fen)(fen)(fen)(fen)對(dui)于(yu)紅(hong)外線(xian)光(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)吸收影響SO2濃度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)(ce)(ce)量(liang)，現(xian)在CEMS很多(duo)都在使(shi)用(yong)紫外光(guang)譜吸收法(fa)（DOAS）原(yuan)理(li)。兩種原(yuan)理(li)齊頭并進！