專利名稱：在線二氧化硫氣體濃度監(jiān)測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在線氣體濃度監(jiān)測儀器，具體是一種二氧化硫氣體濃度的監(jiān)測儀器。
背景技術(shù)：
由于中國經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，電力和煤炭需求旺盛，煤炭燃燒所產(chǎn)生二氧化硫排放量居高不下，已連續(xù)多年超過2000萬噸，居世界首位。中國正在采取新的措施減少二氧化硫通過煤炭燃燒向大氣排放以遏制酸雨污染惡化的趨勢，中國基本消除酸雨污染所允許的最大二氧化硫排放量為1400萬噸。按照中國目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，到2020年能源消費(fèi)總量將達(dá)到30至40億噸標(biāo)煤，原煤消費(fèi)量約需25至33億噸，二氧化硫產(chǎn)生量將達(dá)4200至5300萬噸，比2003年增加2000至3000萬噸。按照目前污染控制方式和力度，預(yù)計2020年全國二氧化硫排放量將達(dá)到2800萬噸左右，超過大氣環(huán)境容量約1600萬噸，將對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成嚴(yán)重影響。
中國目前每年因酸雨和二氧化硫污染對生態(tài)環(huán)境損害和人體健康影響造成的經(jīng)濟(jì)損失在1100億元左右，今后這種污染損失還將持續(xù)不斷地增加。因此國家環(huán)保總局要求地方各級環(huán)保部門加大對火電廠脫硫工作的監(jiān)督力度，有關(guān)部門制定了新的環(huán)保法規(guī)，對SO2氣體等污染物實(shí)行總量控制，并將實(shí)行排污收費(fèi)。因此，研究燃煤電站二氧化硫排放的在線監(jiān)測儀器就勢在必行。二氧化硫連續(xù)監(jiān)測儀的測量原理有以下幾種溶解電導(dǎo)率法、非分散紅外吸收法、紫外吸收法、紫外脈沖熒光法、火焰光度檢測法、定電位電解法。目前普遍應(yīng)用的有非分散紅外吸收法、紫外脈仲熒光法和紫外吸收法。對被測量含有二氧化硫氣體介質(zhì)的處理方法有三種熱管抽氣采樣法、稀釋采樣法、在線法。第一種方法適用于非分散紅外吸收法，直接測量氣體介質(zhì)中二氧化硫的濃度，被測氣體介質(zhì)被除塵，通過加熱保溫采樣管，加熱溫度高子120℃，防止水氣結(jié)露造成二氧化硫的損失，經(jīng)多級除濕，進(jìn)入檢測器進(jìn)行測量；第二種方法是將純凈的空氣(不含粉塵、顆粒物、SO2、CO2、NOx和水蒸氣)由空氣壓縮機(jī)送到探頭，與進(jìn)入探頭的氣體介質(zhì)按一定的比例進(jìn)行稀釋混合，稀釋比例為10∶1～300∶1。稀釋后樣品的露點(diǎn)很低，即使是嚴(yán)冬氣體也不會結(jié)露，不需加熱保溫。在線法是將一束紅外或紫外光直接照射被測氣體介質(zhì)，利用二氧化硫的特征吸收光譜進(jìn)行測量。第一種方法日本采用，后兩種歐、美多采用，我國尚未見成型產(chǎn)品。國內(nèi)的二氧化硫測量儀器與進(jìn)口產(chǎn)品有較大差距，主要是可靠性較差，測量精度不高，儀器穩(wěn)定性差，因此研制一種測量精度高、性能穩(wěn)定的儀器是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在線二氧化硫氣體濃度的監(jiān)測儀器。本發(fā)明利用紫外吸收法實(shí)現(xiàn)了在線二氧化硫氣體的濃度監(jiān)測。本發(fā)明在線二氧化硫氣體濃度監(jiān)測儀包含氘燈1、石英透鏡2、二氧化硫氣體3、石英透鏡4、攝譜儀5(型號HR2000)、計算機(jī)6；氘燈1的光輸出端通過石英透鏡2變成平行光、平行光通過被測二氧化硫氣體3、石英透鏡4把輸入的平行光會聚到攝譜儀5的光檢測輸入端，攝譜儀5的數(shù)據(jù)輸出端連接計算機(jī)6的數(shù)據(jù)輸入端，輸入到計算機(jī)6中的數(shù)據(jù)利用計算機(jī)6中的處理程序得到二氧化硫氣體的濃度；本發(fā)明的檢測方法(a).通過攝譜儀5得到被測二氧化硫氣體3的特征吸收光譜，(b).得到波長為290nm～310nm的二氧化硫氣體特征吸收光譜數(shù)據(jù)I(λI)，(c).對波長為290nm～310nm的二氧化硫氣體特征吸收光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行多項式擬合，得到擬合數(shù)據(jù)I(λK)，(d).把吸收光譜數(shù)據(jù)I(λI)和擬合數(shù)據(jù)I(λK)代入N＝∑|(I(λI)/I(λK)-1)|/∑(σ(λi)×L)公式中，即可得出被測二氧化硫氣體3濃度，公式中的σ(λi)為SO2在不同波長處的吸收截面值，L為被測二氧化硫氣體3的有效光程值，N為被測二氧化硫氣體3的平均濃度。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、低成本、高精度、實(shí)時在線監(jiān)測的特點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式由氘燈1、石英透鏡2、二氧化硫氣體3、石英透鏡4、攝譜儀5(型號HR2000)、遏制酸雨污染惡化的趨勢計算機(jī)6組成；氘燈1的光輸出端通過石英透鏡2變成平行光、平行光通過被測二氧化硫氣體3、石英透鏡4把輸入平行光會聚到攝譜儀5的光檢測輸入端，攝譜儀5的數(shù)據(jù)輸出端連接計算機(jī)6的數(shù)據(jù)輸入端；本發(fā)明的檢測方法(a).通過攝譜儀5得到被測二氧化硫氣體3的特征吸收光譜，(b).取波長為290nm～310nm的二氧化硫氣體特征吸收光譜數(shù)據(jù)I(λI)，(c).對波長為290nm～310nm的二氧化硫氣體特征吸收光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行多項式擬合，得到擬合數(shù)據(jù)I(λK)，(d).把吸收光譜數(shù)據(jù)I(λI)和擬合數(shù)據(jù)I(λK)代入N＝∑|(I(λI)/I(λK)-1)|/∑(σ(λi)×L)公式中，即可得出被測二氧化硫氣體3濃度，公式中的σ(λi)為SO2在不同波長處的吸收截面值，L為被測二氧化硫氣體3的有效光程，N是被測二氧化硫氣體3的平均濃度。
權(quán)利要求
1.二氧化硫氣體濃度監(jiān)測儀，它包含氘燈1、石英透鏡2、二氧化硫氣體3、石英透鏡4、攝譜儀5(型號HR2000)、計算機(jī)6；氘燈1的光輸出端通過石英透鏡2變成平行光、平行光通過被測二氧化硫氣體3、透鏡4把輸入光會聚到攝譜儀5的光檢測輸入端，攝譜儀5的數(shù)據(jù)輸出端連接計算機(jī)6的數(shù)據(jù)輸入端，利用計算機(jī)6中的數(shù)據(jù)處理程序得到二氧化硫的濃度。
2.二氧化硫氣體濃度的檢測方法，其特征在于(a).通過攝譜儀5得到被測二氧化硫氣體3的特征吸收光譜，(b).取波長為290nm～310nm的二氧化硫氣體特征吸收光譜數(shù)據(jù)I(λI)，(c).對波長為290nm～310nm的二氧化硫氣體特征吸收光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行多項式擬合，得到擬合數(shù)據(jù)I(λK)，(d).把吸收光譜數(shù)據(jù)I(λI)和擬合數(shù)據(jù)I(λK)代入N＝∑|(I(λI)/I(λK)-1)|/∑(σ(λi)×L)公式中，即可得出被測二氧化硫氣體3濃度，公式中的σ(λi)為SO2在不同波長處的吸收截面值，L為被測二氧化硫氣體3的有效光程，N是被測二氧化硫氣體3的平均濃度。
全文摘要
二氧化硫氣體濃度監(jiān)測儀，它具體是一種二氧化硫氣體的濃度監(jiān)測儀。氘燈1的光輸出端通過石英透鏡2變成平行光、平行光通過被測二氧化硫氣體3、透鏡4把輸入的平行光會聚到攝譜儀5的光檢測輸入端，攝譜儀5的數(shù)據(jù)輸出端連接計算機(jī)6的數(shù)據(jù)輸入端；檢測步驟(a)通過攝譜儀5得到被測二氧化硫氣體3的特征吸收光譜，(b)取波長為290nm～310nm的二氧化硫氣體特征吸收光譜數(shù)據(jù)I(λ
文檔編號G01N21/01GK1869653SQ200510010029
公開日2006年11月29日 申請日期2005年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月26日
發(fā)明者張治國, 張云剛, 王鑫 申請人:哈爾濱華瑞光電技術(shù)有限公司