model3750脫硝NOx在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

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(cè)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(jiàn)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(cè)技術(shù)。紫外吸收光譜檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)是，紫外光與分子相互作用時(shí)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(jí)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(jiàn)，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(lái)描述單位分子的紫外吸收光譜：

典型氣體吸收截面通過(guò)吸收光譜可分析分子濃度，其測(cè)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(zhǎng)為λ的光的入射光強(qiáng)，I(λ)表示紫外光穿過(guò)濃度為X和光程為L(zhǎng)的待測(cè)氣體后的光強(qiáng)，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(jì)算氣體濃度的技術(shù)，由德國(guó)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(cè)分子的窄帶吸收特性來(lái)鑒別分子，并根據(jù)窄帶吸收強(qiáng)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(zhǎng)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(zhǎng)快速變化的部分，構(gòu)成光譜的窄帶精細(xì)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(zhǎng)緩慢變化的部分，?r (λ)是吸收截面隨波長(zhǎng)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(qiáng)隨波長(zhǎng)緩慢變化的部分，而只留下隨波長(zhǎng)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?yàn)楣庠礈仄蛩p、粉塵干擾、其他氣體干擾等因素引起的測(cè)量值波動(dòng)和漂移。 

iii.光學(xué)技術(shù)平臺(tái) 

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

    光源發(fā)出的紫外可見(jiàn)光經(jīng)光學(xué)視窗進(jìn)入氣體室，被流經(jīng)氣體室的被測(cè)樣氣所吸收，攜帶被測(cè)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(jìn)行分光、采樣，得到氣體的吸收光譜。

    通過(guò)對(duì)光譜進(jìn)行分析，可以分析出氣體中相關(guān)組分的濃度。 

四、分析儀簡(jiǎn)介  

    儀器構(gòu)成model3750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(kuò)展模塊（CO檢測(cè)、CO2檢測(cè)）組成：

 其中：

光源：可產(chǎn)生檢測(cè)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(zhǎng)范圍，分析儀采用高性能、長(zhǎng)壽命紫外脈沖氙燈；

氣體室：也稱流通池，被測(cè)氣體將恒定的流量流過(guò)，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(lái)自氣體室的氣體吸收后的紫外光，實(shí)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(cè)量氧氣濃度；

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

HMI模塊：實(shí)現(xiàn)通過(guò)吸收光譜計(jì)算成分濃度的化學(xué)計(jì)量學(xué)算法，以及人機(jī)交互；

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