專利名稱：：基于紫外頻段光分析法的煙氣檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及煙氣在線監(jiān)測領(lǐng)域。技術(shù)背景目前國家逐年加大環(huán)境治理力度，要求企業(yè)節(jié)能減排，已經(jīng)成為各級政府的首要任務(wù)之一，對污染排放的監(jiān)管建立在監(jiān)測基礎(chǔ)上，先進的監(jiān)測手段是節(jié)能減排的重要保證。目前的監(jiān)測方法大致可分為采樣測量法和直接測量法(非采樣測量法)，在國內(nèi)產(chǎn)品當中大多為采樣法測量，占有大約九成的市場份額，采樣法測量具體有兩種測量方法抓直接抽取法和稀釋法，這兩種傳統(tǒng)方法屬于實驗室分析方法，因其原理落后，設(shè)備復雜，性能不穩(wěn)定，價格較高，不適應(yīng)市場的需要，正在被以光譜法為代表的在線直接測量法所取代。目前中國的環(huán)境監(jiān)測儀器90%需要從國外進口，但進口的監(jiān)控儀器價格昂貴，且不能適應(yīng)中國的煙氣工況，技術(shù)支持和售后服務(wù)很難保障，因此急需替代產(chǎn)品
實用新型內(nèi)容本實用新型為了克服傳統(tǒng)采樣法測量原理落后、性能不穩(wěn)定、設(shè)備復雜的問題，和外國光譜法在線直接測量無法適應(yīng)中國煙氣工況的問題，提供一種基于紫外頻段光分析法的煙氣檢測系統(tǒng)?；谧贤忸l段光分析法的煙氣檢測系統(tǒng)，它包括光闌、接收鏡頭、傳感器組、紫外激光光源、分束鏡、標定器、預(yù)處理及功率控制電路、信號處理裝置和計算機，光闌、接收鏡頭和傳感器組從右到左依次共軸排列，分束鏡設(shè)置在紫外激光光源的光路中，使紫外激光光源出射的光經(jīng)過分束鏡反射到達標定器中，并且使紫外激光光源出射的光經(jīng)過分束鏡透射到排放源中，所述信號處理裝置由調(diào)制器、放大器、解調(diào)器和V/I轉(zhuǎn)換電路組成，紫外激光光源的控制信號輸入端與預(yù)處理及功率控制電路的功率控制端相連，標定器的信號輸出端與預(yù)處理及功率控制電路的信號輸入端相連，傳感器組的信號輸出端與預(yù)處理及功率控制電路的信號輸入端相連，預(yù)處理及功率控制電路的信號輸出端與調(diào)制器的信號輸入端相連，調(diào)制器的信號輸出端與放大器的信號輸入端相連，放大器的信號輸出端與解調(diào)器的信號輸入端相連，解調(diào)器的信號輸出端與V/I轉(zhuǎn)換電路的信號輸入端相連，V/I轉(zhuǎn)換電路的信號輸出端與計算機的數(shù)據(jù)輸入/輸出端相連?；谧贤忸l段光分析法的煙氣檢測系統(tǒng)在現(xiàn)場煙氣輸送管道內(nèi)直接使用光學方式進行測量，能夠有效剔除其它非測量組分的干擾，提高了監(jiān)測精度，同時能夠免除所有的樣氣處理，具有很大的優(yōu)越性。煙氣顆粒物排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)采用紫外頻段光分析法對煙氣組分進行多組分測量，實現(xiàn)了配置最優(yōu)化，技術(shù)可靠，符合目前市場需要?；谧贤忸l段光分析法的煙氣檢測系統(tǒng)采用紫外頻段光分析法測量煙氣組分濃度，避免和消除了水分、顆粒物及其他污染物對被測污染物濃度的影響，提高了測量精度；適用于在線煙氣工礦的檢測。圖1為本實用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式具體實施方式一下面結(jié)合圖1說明本實施方式，基于紫外頻段光分析法的煙氣檢測系統(tǒng)，它包括光闌1、接收鏡頭2、傳感器組4、紫外激光光源9、分束鏡3、標定器5、預(yù)處理及功率控制電路6、信號處理裝置7和計算機8，光闌1、接收鏡頭2和傳感器組4從右到左依次共軸排列，分束鏡3設(shè)置在紫外激光光源9的光路中，使紫外激光光源9出射的光經(jīng)過分束鏡3反射到達標定器5中，并且使紫外激光光源9出射的光經(jīng)過分束鏡3透射到排放源11中，所述信號處理裝置7由調(diào)制器7-1、放大器7-2、解調(diào)器7-3和V/I轉(zhuǎn)換電路7_4組成，紫外激光光源9的控制信號輸入端與預(yù)處理及功率控制電路6的功率控制端相連，標定器5的信號輸出端與預(yù)處理及功率控制電路6的信號輸入端相連，傳感器組4的信號輸出端與預(yù)處理及功率控制電路6的信號輸入端相連，預(yù)處理及功率控制電路6的信號輸出端與調(diào)制器7-1的信號輸入端相連，調(diào)制器7-1的信號輸出端與放大器7-2的信號輸入端相連，放大器7-2的信號輸出端與解調(diào)器7-3的信號輸入端相連，解調(diào)器7-3的信號輸出端與V/I轉(zhuǎn)換電路7-4的信號輸入端相連，V/I轉(zhuǎn)換電路7-4的信號輸出端與計算機8的數(shù)據(jù)輸入/輸出端相連。紫外激光光源9射入排放源11，激光束經(jīng)過分束鏡3，反射部分經(jīng)過標定器5測定其光譜并轉(zhuǎn)換成電信號，作為參考信號傳遞到預(yù)處理及功率控制電路6，用于進行零點標定和跨度標定，透射部分與煙塵粒子作用產(chǎn)生散射光，背向散射光通過光闌1限制、接收鏡頭2匯聚進入傳感器組4，傳感器組4測得散射光光譜，將電信號傳遞到預(yù)處理及功率控制電路6，預(yù)處理及功率控制電路6的功率控制部分保證紫外激光光源9功率的穩(wěn)定性，預(yù)處理及功率控制電路6預(yù)處理部分對傳感器組4和標定器5的兩束電信號經(jīng)過比對和預(yù)處理，經(jīng)過調(diào)制、放大、解調(diào)和V/I轉(zhuǎn)換傳遞至計算機8進行測量數(shù)據(jù)分析和存儲。標定器5為多譜線光學標定器，用于接收穩(wěn)定的光信號，對儀器進行零點和跨度標定。調(diào)制器7-1、放大器7-2和解調(diào)器7-3采用AT5321型調(diào)制解調(diào)放大模塊，V/I轉(zhuǎn)換電路7-4為HY系列模塊。具體實施方式二本實施方式與具體實施方式一的不同之處在于傳感器組4是波長傳感器、煙氣流速傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、O2含量傳感器等煙氣環(huán)境測量傳感器中的一種或幾種。本發(fā)明支持多組分測量，SO2和NOx濃度的測量使用一個傳感器探頭，且增加監(jiān)測參數(shù)和氣體的種類不增加任何硬件成本；實現(xiàn)在線測量，簡化了測量儀器，降低了設(shè)備投資成本；測量范圍寬，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性好，能夠更可直觀的反映煙道內(nèi)的實際情況。其中煙氣流速傳感器采用皮托管傳感器(差壓法)，在管道中流動的氣體同時受到兩種壓力的作用，即靜壓和動壓。靜壓是單位體積氣體所具有的勢能，它表現(xiàn)為氣體在各個方面上作用于管壁的壓力。動壓是單位體積氣體所具有的動能，是使氣體流動的壓力，動壓僅作用于氣體流動的方向，動壓為正值。由于氣體的流速與氣體的動壓的平方根成正比，可根據(jù)測得的動壓計算氣體的流速。[0016]溫度傳感器采用鉬熱電阻制成溫度傳感器，利用鉬熱電組隨溫度產(chǎn)生變化的特性來實現(xiàn)的，并且它物理化學性能在高溫和氧化性介質(zhì)中非常穩(wěn)定，因此具有較高的測量精度。O2含量傳感器采用氧化鋯氧含量傳感器來測量。本實用新型可以根據(jù)煙氣工礦和檢測目的添加必要的傳感器。具體實施方式三結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式一的不同之處在于基于紫外頻段光分析法的煙氣檢測系統(tǒng)還包括風室10，風室10的出風口朝向紫外激光光源9、傳感器組4、標定器5—側(cè)。風室10為一腔體，留有與潔凈空氣連接的接口，用于保護儀器不被煙氣污染。這樣做使得本煙氣檢測系統(tǒng)具有較的防污染能力。具體實施方式四本實施方式與具體實施方式二的不同之處在于風室10內(nèi)凈化氣體的壓力為0.5MPa。具體實施方式五本實施方式與具體實施方式一、二或三的不同之處在于紫外激光光源9為波長為670nm的激光器。吸收光譜是基于物質(zhì)對于電磁輻射具有吸收現(xiàn)象形成。由于分子的結(jié)構(gòu)不同，每一種物質(zhì)都有其各自的特征吸收光譜。吸收光譜分析法就是利用物質(zhì)的這種光譜吸收特性來測定其濃度，該方法是進行定量分析的有用工具，可以用于常量和超微量組分的測定，由于光的疊加性原理也可以對多組分進行同時測定。表1給出了本實用新型的技術(shù)新能指標，本實用新型與傳統(tǒng)采樣法測量相比，性能穩(wěn)定、設(shè)備簡單，和外國光譜法在線直接測量相比更能適應(yīng)中國煙氣工況、支持多組分測量，適用于精度要求較高的在線煙氣工礦的檢測。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求基于紫外頻段光分析法的煙氣檢測系統(tǒng)，其特征在于它包括光闌(1)、接收鏡頭(2)、傳感器組(4)、紫外激光光源(9)、分束鏡(3)、標定器(5)、預(yù)處理及功率控制電路(6)、信號處理裝置(7)和計算機(8)，光闌(1)、接收鏡頭(2)和傳感器組(4)從右到左依次共軸排列，分束鏡(3)設(shè)置在紫外激光光源(9)的光路中，使紫外激光光源(9)出射的光經(jīng)過分束鏡(3)反射到達標定器(5)中，并且使紫外激光光源(9)出射的光經(jīng)過分束鏡(3)透射到排放源(11)中，所述信號處理裝置(7)由調(diào)制器(7-1)、放大器(7-2)、解調(diào)器(7-3)和V/I轉(zhuǎn)換電路(7-4)組成，紫外激光光源(9)的控制信號輸入端與預(yù)處理及功率控制電路(6)的功率控制端相連，標定器(5)的信號輸出端與預(yù)處理及功率控制電路(6)的信號輸入端相連，傳感器組(4)的信號輸出端與預(yù)處理及功率控制電路(6)的信號輸入端相連，預(yù)處理及功率控制電路(6)的信號輸出端與調(diào)制器(7-1)的信號輸入端相連，調(diào)制器(7-1)的信號輸出端與放大器(7-2)的信號輸入端相連，放大器(7-2)的信號輸出端與解調(diào)器(7-3)的信號輸入端相連，解調(diào)器(7-3)的信號輸出端與V/I轉(zhuǎn)換電路(7-4)的信號輸入端相連，V/I轉(zhuǎn)換電路(7-4)的信號輸出端與計算機(8)的數(shù)據(jù)輸入/輸出端相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紫外頻段光分析法的煙氣檢測系統(tǒng)，其特征在于傳感器組(4)是波長傳感器、煙氣流速傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、O2含量傳感器中的一種或幾種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紫外頻段光分析法的煙氣檢測系統(tǒng)，其特征在于基于紫外頻段光分析法的煙氣檢測系統(tǒng)還包括風室(10)，風室(10)的出風口朝向紫外激光光源(9)、傳感器組(4)、標定器(5)一側(cè)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于紫外頻段光分析法的煙氣檢測系統(tǒng)，其特征在于于風室(10)內(nèi)凈化氣體的壓力為0.5MPa。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紫外頻段光分析法的煙氣檢測系統(tǒng)，其特征在于紫外激光光源(9)為波長為670nm的激光器。專利摘要基于紫外頻段光分析法的煙氣檢測系統(tǒng)，它涉及煙氣在線監(jiān)測領(lǐng)域，解決了傳統(tǒng)采樣法測量原理落后、性能不穩(wěn)定、設(shè)備復雜的問題，同時解決了外國光譜法在線直接測量無法適應(yīng)中國煙氣工況的問題，它包括光闌、接收鏡頭、傳感器組、紫外激光光源、分束鏡、標定器、預(yù)處理及功率控制模塊、信號處理裝置和計算機，由排放源方向依次為光闌、接收鏡頭和傳感器組，分束鏡保證紫外激光光源出射的光經(jīng)過分束鏡反射到達標定器，紫外激光光源和標定器與預(yù)處理及功率控制模塊的功率控制端相連，傳感器組與預(yù)處理及功率控制模塊的信號輸入端相連，預(yù)處理及功率控制模塊、調(diào)制器相連、放大器、解調(diào)器、V/I轉(zhuǎn)換電路、計算機依次相連。適用于在線煙氣工礦的檢測。文檔編號G01N21/33GK201561932SQ200920314919公開日2010年8月25日申請日期2009年11月17日優(yōu)先權(quán)日2009年11月17日發(fā)明者孫永欣,宋勇江,鞏偉申請人:黑龍江省科學院自動化研究所