紫外線不易受到水分子的吸收，所以可以直接對經(jīng)過過濾除塵的潮濕煙氣進行分析，基于多通道光譜分析技術(shù)（OMA）和差分吸收光譜算法（DOAS）等，能夠同時測量多種氣體組分如SO2、NOX等，廣泛應(yīng)用于煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)、工業(yè)過程氣體分析系統(tǒng)中。紫外煙氣分析儀通過對光譜進行分析，可以分析出氣體中相關(guān)組分的濃度。

詳細介紹

一、產(chǎn)品簡介：

DEN-UV紫外煙氣分析儀是西安德恩尼機電設(shè)備有限公司針對國內(nèi)外環(huán)保、工業(yè)控制現(xiàn)場在線氣體分析自主研發(fā)的氣體分析儀產(chǎn)品。該分析儀基于紫外吸收光譜技術(shù)和化學(xué)計量學(xué)算法，能夠測量SO2、NO、NO2、O2、NH3、Cl2、O3、H2S等氣體的濃度，具有測量精度高、可靠性高、響應(yīng)時間快、適用范圍廣等特點，各項指標達到或超過國內(nèi)外同類產(chǎn)品，可廣泛應(yīng)用于環(huán)保在線監(jiān)測、工業(yè)控制、安全監(jiān)測等場合。

因為紫外線不易受到水分子的吸收，所以可以直接對經(jīng)過過濾除塵的潮濕煙氣進行分析，基于多通道光譜分析技術(shù)(OMA)和差分吸收光譜算法（DOAS）等，能夠同時測量多種氣體組分如SO2、NOX等，廣泛應(yīng)用于煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)、工業(yè)過程氣體分析系統(tǒng)中。

DOAS紫外核心思想將氣體的吸收光譜分解為快變和緩變兩部分?？熳儾糠峙c氣體分子結(jié)構(gòu)和組成的元素有關(guān)，是分子吸收光譜的特征部分；緩變部分與煙塵、水汽、背景氣，及測量系統(tǒng)的變化等因素有關(guān)，是干擾部分。DOAS采用快變部分計算被測氣體的濃度，測量結(jié)果不受干擾，準確性高。DEN-UV紫外光譜氣體分析儀同時采用*的DOAS算法和PLS算法相結(jié)合的處理方式，消除了煙塵、水汽、背景氣體的干擾，同時也消除了測量系統(tǒng)波動對測量結(jié)果的影響，保證了測量的準確性和穩(wěn)定性。

二、技術(shù)規(guī)格指標

參數(shù)	性能數(shù)據(jù)
測量原理：	DOAS紫外(SO2、NOx)，電化學(xué)(O2)
SO2量程	0～2000 mg/m3（可調(diào)）
NOx量程：	0～2000 mg/m3（可調(diào)）
O2量程：	(0-25%) 電化學(xué)
線性度：	±2% F.S.
零點漂移：	±2%F.S./7d
量程漂移：	±2%F.S./7d
響應(yīng)時間：	T90<10秒
4-20mA輸入接口	2路，可靈活配置，100歐負載
4-20mA輸出接口	4路，輸出內(nèi)容可配置，帶載能力<800歐
信號輸出：	1路232，1路485(支持Modbus協(xié)議)
開關(guān)量輸入接口	4路，可靈活配置
繼電器輸出接口	12路，輸出內(nèi)容可配置，DC30V2A
預(yù)熱時間：	無需
環(huán)境溫度：	-10～+45°C
防護等級：	IP65
額定用量：	20升/分鐘（用于反吹時）
樣氣輸入/輸出接口	Φ6雙卡套接頭，也可支持Φ8雙卡套
樣氣流量要求	范圍為0.5~2L/min，波動<25%
樣氣壓力要求	當前環(huán)境壓力±0.1Bar
樣氣濕度要求	<95%RH

三、技術(shù)原理

i.紫外吸收光譜

電磁輻射（光）與原子和分子之間的相互作用是光譜檢測技術(shù)的基礎(chǔ)，目前已經(jīng)發(fā)展出中紅外吸收光譜、近紅外吸收光譜、紫外/可見吸收光譜、紫外熒光光譜、原子發(fā)射光譜、原子吸收光譜、原子熒光光譜、X射線熒光光譜等檢測技術(shù)。紫外吸收光譜檢測技術(shù)的基礎(chǔ)是，紫外光與分子相互作用時被分子吸收導(dǎo)致光能的變化，由于不同分子內(nèi)部電子能級的躍遷能量和幾率的不同，使得不同分子具有特征吸收光譜，可見，紫外吸收光譜是分子在紫外波段吸收能力的定量描述。通常用吸收截面來描述單位分子的紫外吸收光譜：

典型氣體吸收截面通過吸收光譜可分析分子濃度，其測量原理就是Beer-Lambert定律：

I(λ) =I0 (λ) exp(-L*s(λ) *X)

式中，I0(λ)表示波長為λ的光的入射光強，I(λ)表示紫外光穿過濃度為X和光程為L的待測氣體后的光強，s(λ)為氣體的吸收截面，L*s(λ) *X稱為光學(xué)密度。

ii.DOAS技術(shù)

DOAS（差分吸收光譜）是一種利用氣體分子的吸收光譜高精度計算氣體濃度的技術(shù)，由德國Heidelberg大學(xué)環(huán)境物理研究所的Ulrich Platt教授首先提出。

DOAS技術(shù)的基本原理是利用待測分子的窄帶吸收特性來鑒別分子，并根據(jù)窄帶吸收強度反演出分子的濃度。將分子的吸收截面看成是兩部分的疊加，其一是隨波長緩慢變化的部分，構(gòu)成光譜的寬帶結(jié)構(gòu)，其二是隨波長快速變化的部分，構(gòu)成光譜的窄帶精細結(jié)構(gòu)，

如下式：

?(λ)＝?0 (λ)＋?r(λ)

其中?(λ)是分子的吸收截面，?0(λ)是吸收截面隨波長緩慢變化的部分，?r (λ)是吸收截面隨波長急劇變化的部分。

DOAS方法的原理就是在吸收光譜中剔除光強隨波長緩慢變化的部分，而只留下隨波長快速變化的部分，然后用快速變化部分去反演氣體的濃度，從而可以避免因為光源溫漂或衰減、粉塵干擾、其他氣體干擾等因素引起的測量值波動和漂移。

iii.光學(xué)技術(shù)平臺

分析儀采用如下光學(xué)技術(shù)平臺來獲得紫外吸收光譜，該技術(shù)平臺由光源、氣體室、光纖和光譜儀（含光闌、全息光柵、線陣檢測器）等光學(xué)組件構(gòu)成，如圖：

光源發(fā)出的紫外可見光經(jīng)光學(xué)視窗進入氣體室，被流經(jīng)氣體室的被測樣氣所吸收，攜帶被測樣氣吸收信息的光經(jīng)透鏡匯聚后耦入光纖，經(jīng)光纖傳輸送入光譜儀進行分光、采樣，得到氣體的吸收光譜。

通過對光譜進行分析，可以分析出氣體中相關(guān)組分的濃度。

四、紫外煙氣分析儀簡介

儀器構(gòu)成DEN-UV煙氣分析儀由光源、氣體室、光譜儀、HMI模塊、接口板、氧傳感器模塊（或氧化鋯模塊）、溫度傳感器等部件以及擴展模塊（CO檢測、CO2檢測）組成：

其中：

光源：可產(chǎn)生檢測需要的190-500nm紫外光。其關(guān)鍵參數(shù)為光源壽命和可用紫外光波長范圍，分析儀采用高性能、長壽命紫外脈沖氙燈；

氣體室：也稱流通池，被測氣體將恒定的流量流過，吸收紫外光，以便獲取吸收光譜。其關(guān)鍵參數(shù)為光程和耐腐蝕能力；

光譜儀：接收來自氣體室的氣體吸收后的紫外光，實現(xiàn)分光及光譜采集。關(guān)鍵參數(shù)為靈敏度（特別是紫外波段）、分辨率和溫漂；

氧傳感器：采用電化學(xué)手段，測量氧氣濃度；

溫度傳感器：采集樣氣的溫度和壓力，用于將測量成分濃度轉(zhuǎn)化為標態(tài)下的濃度；

HMI模塊：實現(xiàn)通過吸收光譜計算成分濃度的化學(xué)計量學(xué)算法，以及人機交互；

接口板：提供開關(guān)量、模擬量輸入輸出，提供RS232、485等通訊接口。

五、分析儀特點

可靠性高

光源采用脈沖氙燈，壽命達109次按照3次/秒計算，使用壽命達10年；脈沖氙燈屬冷光源，與紅外光源相比，具有壽命長，穩(wěn)定性好，無預(yù)熱時間的優(yōu)點。

測量精度高、穩(wěn)定性好

采用DOAS（差分光學(xué)吸收光譜）算法，是目前SO2、NOx等氣體進的在線分析手段，探測下限達到1ppm，與NDIR相比，具有測量精度*不受水分和粉塵影響（氣相水在紫外波段沒有吸收，而液相水和粉塵對紫外光的吸收無選擇性，屬于光譜上的緩慢變化）、探測下限低、溫漂小等優(yōu)點。量程比達到10:1，并支持自動量程切換。

氣體室強壯

分析儀氣體室由不銹鋼加工而成，內(nèi)部無需鏡面拋光、鍍金，氣體室強壯、成本低，受水分、粉塵的影響小，檢測器與氣體室采用

多種組分同時測量

通過對連續(xù)光譜的分析，可同時測量多種氣體化學(xué)組分的濃度，具備高集成度和性價比

采用模塊化設(shè)計

光源、光譜儀、HMI模塊、氣體室、接口模塊等采用模塊化設(shè)計，可靠性高、可擴展性好、維護方便，可方便地加入CO（電化學(xué)）、CO2（紅外）測量模塊。

高度智能化、數(shù)字化

內(nèi)置多塊高性能處理器，處理器間采用高速數(shù)據(jù)總線通訊技術(shù)，各模塊具備強大的數(shù)字化配置和監(jiān)測功能；觸摸屏式人機界面，操作簡單、使用方便。

豐富的買方接口

提供豐富接口，可方便集成到各類控制和監(jiān)測系統(tǒng)。可通過RS485和RS232等通信方式組建無線或有線網(wǎng)絡(luò)，為儀器的日常操作、維護和管理提供便利。

六、分析儀功能

利用紫外吸收光譜和化學(xué)計量學(xué)算法測量氣體濃度并實時顯示，通過RS232、RS485、4-20mA將濃度實時輸出；