[发明专利]基于紫外差分吸收光谱法的烟气分析仪及测量方法

说明书

本发明提供了一种基于紫外差分吸收光谱法的烟气分析仪，包括：气路模块，用于待测烟气输入输出烟气分析仪；光路模块，用于将所述待测烟气经过光谱仪将光信号转换接入电路模块；电路模块，用于进行浓度反演计算。本发明还提供了一种使用如上所述的烟气分析仪进行烟气浓度测量的方法。

技术领域

本发明涉及气体浓度测量分析技术领域，尤其涉及一种基于紫外差分吸收光谱法的烟气分析仪及测量方法。

背景技术

随着国内工业的发展，国家对环境污染的情况也开始重视起来，各地方环保部门陆续出台了工业生产中各种污染气体如烟尘、二氧化硫、氮氧化物等成分排放浓度的排放标准。同时，关于烟气气体各成分的浓度检测要求也更加精确和严格，保证实时性和准确性。

差分吸收光谱法(DOAS)早由德国海德堡大学环境物理研究所的Platt提出。主要是利用吸收分子在紫外到可见光段的特征吸收来研究大气层的痕量气体成分(CH₂O、O₃、NO₂、SO₂、Hg、NH₃等)。差分吸收光谱技术是利用空气中气体分子的窄带吸收特性来鉴别气体成分，并根据窄带吸收强度来推演气体的浓度，因此差分吸收光谱方法具有一些传统检测方法所无法比拟的优点。DOAS广泛应用于测量大气中污染气体浓度，以后逐渐在烟气监测领域也得到应用，差分吸收光谱法的主要优点是可以在不受被测对象化学行为的干扰的情况下来测量它们的浓度，可以通过分析几种气体在同一波段的重叠吸收光谱，来同时测定几种气体的浓度。增加测量气体的数量只需要更改软件，不需要增加硬件。

目前，市面上大多是直接测量式的烟气分析仪，直接测量式是将烟道作为一个开放的吸收池，对气体进行实时连续的直接测量，不需要预处理系统，虽然有安装方便，维护量小，并且在一定范围内不受烟道内烟尘和水雾的影响的一些优点，但当烟尘或水雾较高时此方法就无效了，易耗品较贵，维护需要专业人士，特别是当保护仪表失效时设备极易被烟道气体污染导致数据的失效，而且现场不容易实施对标准物质的比对实验。此外，由于超低排放现场的烟气成分复杂，二氧化硫、氮氧化物排放的浓度较低，目前大部分烟气分析仪为常规量程分析仪，已不能满足监测要求，一些采用红外技术的烟气分析仪在低浓度区域测量易受背景气体干扰的影响，还有一些紫外烟气分析仪为了提高检测灵敏度采用了多次反射测量池，多次反射测量池增加了系统的复杂程度，相较于直通池稳定性差并且增加了现场维护难度。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于紫外差分吸收光谱法的烟气分析仪及测量方法，以期部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一方面，提供了一种基于紫外差分吸收光谱法的烟气分析仪，包括：

气路模块，用于待测烟气输入输出烟气分析仪；

光路模块，用于将所述待测烟气经过光谱仪将光信号转换接入电路模块；

电路模块，用于进行浓度反演计算。

其中，所述气路模块包括气室进出气口、盘管单元、电磁阀、旋转泵和气室管道，其中，所述气室管道的材料为铝合金材料。

其中，所述光路模块包括光源、光纤、透镜、反射镜和光谱仪，其中，所述光源发射紫外光，经所述透镜准直为平行光，经所述反射镜反射后再经所述透镜汇聚进入所述光谱仪。

其中，所述电路模块包括电源开关、继电器、控制电源、PCB板、触摸屏及风扇。

作为本发明的另一方面，提供了一种使用如上所述的烟气分析仪进行烟气浓度测量的方法，包括以下步骤：

光源发射紫外光信号，进入光谱仪，光谱仪采集光信号；

对光谱信号谱线进行滤波，采用波长权重法拟合得到直接浓度D₀；