激光法一氧化碳浓度监测系统

样品组成和测量范围
安装位置 布袋除尘前管道
用途 过程气体在线分析
采样点设备或管道号
工艺管道尺寸
样品状态 气态
操作条件
工艺介质
操作压力： KPa 微负压
操作温度： ℃ 200℃内
操作湿度 5~15%
粉尘含量 mg/Nm3 有
动力粘度
主要介质组份
CO 0-1.0000%Vol

N2 70~90%Vol
粉尘 有
水等 中度含水
其余背景气 余
分析仪器规格及要求
系统名称 在线连续分析系统
分析器名称及原理 恒温NDIR红外原理
分析组分 CO
测量范围 O:0-1.0000%Vol(0-10000ppm)
输出信号 4~20mA
电 源 220VAC 50 Hz
预处理装置 卓宇佳创配套

JC-6200型过程气在线分析成套系统是应用于烟气中CO气体 含量分析的在线分析系统。系统能自动、连续、准确、可靠地分析烟气中CO气体的浓度含量。采用PLC可编程序控制器自动控制系统的采样、排水、探头自动吹扫、故障监测并处理等操作。系统正常运行期间能提供气体浓度的4~20mA标准输出信号与RS485（Modbuus-RTU）输出。该系统的分析仪器的传感器采用进口光源、检测器,气室恒温加热避免因外界温度变化对分析结果的干扰。系统技术、结构简明、测量准确，反应速度快、部件性能可靠、自动化程度高、操作简便、维护量小、自诊断保护功能强，系统带有多种故障报警，可有效监控探头温度、伴热管温度、压缩机制冷器制冷温度、出水泥失效等问题并联动PLC进行系统控制，是分析烟气中CO气体含量的理想设备。

红外分析模块主要技术特性
红外线是一种电磁波，红外辐射主要是热辐射。当红外辐射通过某气体层时，气体层中的极性分子，即非单元素气体分子（如CO、CO2等），就会对红外辐射进行选择性的吸收。多元素气体分子对红外线的吸收遵循朗伯特—比尔定律。

式中，
—红外辐射被气体吸收后的能量；
—红外辐射被气体吸收前的能量；
—气体的吸收系数（消光系数）；
—吸收气体的浓度；
—红外辐射经过吸收气体层的长度。
2 红外线分析工作原理
分析部分由三大部件组成：
一个能发出特定红外波长的红外辐射器—－光源；
一个由参比气室和分析气室组成的测量池；
一个能检测红外辐射并将红外辐射的能量变化转换成电量变化的接收器（亦称检测器）。
由红外光源发出二束能量相等、按照一定频率进行调制的平行光束，分别通过参比气室和分析气室后，由于分析气室中吸收气体（被测气体）对红外线的吸收，使原来能量相等的二束红外线产生了能量差，然后又分别进入接收器的参比接收室和测量接收室。通过薄膜电容器将红外线能量变化转换成电量变化，再通过电气单元和控制单元的放大整流及线性化等各种处理，仪器就能输出一个与被测气体浓度变化相对应的信号，供显示或控制。
分析器除了各种部件的特殊结构外，在接收原理上有一个特殊的改进。接收器的参比接收室和测量接收室分别用光学镜片分隔成前室和后室。
在接收器中的吸收气体和分析气室中的被测气体同样都按朗伯特—比尔定律吸收红外线。前室中气体的吸收曲线近似于被测气体的消光曲线。由于前后室之间半透半反窗的作用，使后室辐射得到抑制，排除了干抗气的影响，使仪器达到佳选择效果。

系统工作原理
当系统启动后，自动检测采样器、伴热管、冷凝器、报警过滤器、等有无报警信号，当系统无报警信号产生时，系统按预设程序自动启动，被测样气在膜片泵的抽取下，经过采样导杆将样气送入伴热的过滤探头腔体内进行粉尘过滤，随后通过一体电伴热取样管和取样电动球阀进入预处理装置。入前置过滤器（1um精度），除去样品气中的水份及颗粒物，随后由双通道压缩机冷凝器除湿干燥处理，除湿器出口样气的露点在4℃，然后再经湿度报警精密过滤器，后经切换阀及含流量报警的转子流量计调节和监控样气流量（正常流量500~1000mL/min），进入恒温红外CO分析仪器进行分析。冷凝器的冷凝液通过蠕动泵排出柜外。切换阀可实现采样、校准的气路切换操作。采样时间到时，系统自动停止采样，同时有反吹气对探头内部进行反吹；当自动采样时有任何故障产生，系统自动停止采样并给出故障报警，等待故障排除后可自动恢复自动运行。
本系统分手动模式、自动模式、维护模式，手动模式为调试测试用，正常工作时设置为自动模式，维护模式时可进行校准操作。当处于自动控制时，PLC采集探头加热温度报警、伴热管加热温度报警、冷凝器报警信号、湿度报警信号，当无报警时，系统按流程运行采样、反吹循环动作，当有报警信号产生式，系统自动停止采样，并给出报警信号，故障解除后可自动恢复运行。

全数字TDLAS传感器相比传统的模拟TDLAS具有以下明显优势：
（1）精度高。数字化电路架构，电路噪声很小，同波长激光器相比测量精度更高。
（2）稳定性好。各环节器件都是不易损坏的，不易漂移的，不易被干扰的，这些因素结合起来系统就会稳定；反之则系统稳定性大大降低。
（3）一致性好。摒弃了大量模拟芯片之后，逻辑运算被处理器的算法代替。数字电路的一致性更好。
（4）体积小，重量轻。只有在性能满足的前提下，体积做小了才能让产品模块化，用户集成使用方便。
（5）抗交叉干扰。并不是采用TDLAS技术气体测量混合气就没有干扰了，气体的吸收峰往往是相互叠加的，如果测量组分吸收峰有叠加，并且它们的吸收度与其浓度相乘达不到一定比例，干扰依然存在。只有采用数字式的算法处理，才能解决这个问题。
（6）价格低。调试难度下降，产品维护成本降低，人力成本减少，产品价格降低。

(1)测量范围:(组份可选)(量程可选);

(2)允许误差:±1%F.S;

(3)分辨率:0.01%;

(4)稳定性:零点漂移±1%FS/7d;

量程漂移±1%FS/7d;

(5)重复性:0.1%;

(6)预热时间:10min;

(7)样气流量:(0.3~0.5)L/ min;

(8)样气接口尺寸:G1/2;

(9)电器接口尺寸:1/2NPT;

(10)工作电源:AC220V±10%,50HZ;

(11)工作环境:温度-5℃~+45℃;

湿度 ≤90%RH;

(12)防爆等级:ExdIICT6;(可选择不防爆)

(13)模拟输出:4~20mA;

(14)样气压力:0.05MPa≤入口压力≤0.1Mpa。