亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于TDLAS技術(shù)的HCl氣體濃度在線監(jiān)測分析儀的研制

        2013-10-19 05:01:18黃文平
        科技視界 2013年18期
        關(guān)鍵詞:測量信號

        黃文平

        (安徽皖儀科技股份有限公司,安徽 合肥 230088)

        0 引言

        HCl 具有很強的腐蝕性和毒性,會導(dǎo)致環(huán)境污染并損害人體健康。在垃圾焚燒處理或垃圾燃燒發(fā)電的過程中,廢棄物中的Cl 成份90%都會轉(zhuǎn)換成HCl 氣體,特別是在醫(yī)療廢棄物處理過程中,排放的HCl 濃度更大。HCl 氣體已經(jīng)成為各國環(huán)境保護部門必檢的工業(yè)有毒氣體,如歐洲規(guī)定工業(yè)HCl 氣體排放含量不能超過10mg/m3[1];我國也有相應(yīng)的排放規(guī)定,排放氣體中HCl 的成份不能超過70mg/m3(約為46ppm)。

        目前,工業(yè)上對HCl 的處理方法是在煙氣排放前,對其進行中和反應(yīng),通過投入一定量的堿性物質(zhì)與HCl 發(fā)生中和反應(yīng),減少HCl 的最終排放量,投入堿性物質(zhì)的數(shù)量需根據(jù)監(jiān)測HCl 的濃度來決定。但是我國對HCl 的檢測主要采用傳統(tǒng)的柳氰酸汞分光光度法和離子選擇電極法[2],都不能實現(xiàn)在線監(jiān)測。投入堿性物質(zhì)的量靠經(jīng)驗控制,存在過量投放或投放不足的情況。近年來TDLAS 技術(shù)的發(fā)展為HCl 的在線監(jiān)測提供了一種可行的技術(shù)手段[3-5]。本文介紹了一種基于TDLAS 技術(shù)的在線HCl 監(jiān)測分析儀,通過實驗室測試和現(xiàn)場實際使用情況,證明了該分析儀能夠滿足工業(yè)領(lǐng)域惡劣的環(huán)境中對HCl 濃度的在線監(jiān)測需求。

        1 TDLAS 技術(shù)原理

        TDLAS 技術(shù)是基于朗伯-比爾定律的一種分子濃度定量光學(xué)檢測方法。當(dāng)一束強度為I0的激光通過一定濃度的被測氣體后,由于被測氣體對激光強度的吸收,透射光強變?yōu)镮t,即:

        其中,ε 為介質(zhì)的吸收常數(shù),C 為待測氣體濃度,L 為光程。由于TDLAS 技術(shù)的光源采用分布反饋式激光器發(fā)射的激光,測量待測氣體單獨一條振動、轉(zhuǎn)動吸收譜線實現(xiàn)氣體濃度測量。由于激光器發(fā)射激光譜線半寬一般小于15MHz,遠小于吸收譜線的半寬,所有可以避免不同氣體吸收光譜之間的影響,具有極高的靈敏度和選擇性。

        圖1 吸收峰(實線)和對應(yīng)的二次諧波信號(虛線)

        為了進一步提高分析儀的監(jiān)測靈敏性和對惡劣環(huán)境的適應(yīng)性,本文中的分析儀采用了波長調(diào)制光譜技術(shù)(WMS)[6-8],即在DFB 激光器驅(qū)動是由高頻的正弦調(diào)制和低頻的掃描信號組成,低頻掃描信號使激光的波長在一定范圍內(nèi)變化,實現(xiàn)對單根HCl 吸收峰的掃描;而高頻正弦調(diào)制作為信號的調(diào)制載波信號,最后被二倍頻信號解調(diào),得到氣體吸收峰的二次諧波信號,如圖1 所示。由于WMS 技術(shù)采用了更高頻率的調(diào)制,減小了分析儀的1/f 噪聲,提高了氣體濃度的測量靈敏度;同時二次諧波信號不包含掃描過程中光強的掃描部分,使分析儀克服現(xiàn)場惡劣的環(huán)境能力得到增強。

        2 儀器結(jié)構(gòu)

        本文的分析儀為了能滿足惡劣現(xiàn)場在線監(jiān)測的要求,采用了如圖2 所示的整機結(jié)構(gòu)。

        圖2 分析儀在線監(jiān)測安裝示意圖

        分析儀由發(fā)射單元、接收單元、電源模塊、吹掃、防爆氣路和現(xiàn)場安裝附件等部分組成。

        發(fā)射單元安裝在過程管道一側(cè),包括人機界面、激光器及其驅(qū)動模塊、中央處理模塊、通訊模塊等幾部分。實現(xiàn)了激光器驅(qū)動,測量信號的數(shù)據(jù)處理,氣體溫度、濃度補償輸入的4-20mA 通訊,及濃度輸出的RS485 和4-20mA 功能。

        發(fā)射單元安裝在過程管道的另一側(cè),實現(xiàn)將激光信號轉(zhuǎn)換為電信號的功能,并將處理后的信號通過電纜傳回發(fā)射單元進行處理。

        為了適應(yīng)現(xiàn)場條件,分析儀預(yù)留了吹掃氣體接口和正壓防爆氣體接口。吹掃氣體能夠在窗片前形成氣幕,防止窗片受到煙道中的粉塵、油污等的污染。正壓氣體能保證分析儀中不存在可燃氣體,在一些有現(xiàn)場安全防爆的現(xiàn)場也能夠適用。

        3 儀器性能數(shù)據(jù)分析

        試驗采用了500ppm(N2為本底)HCl 標(biāo)氣作為試驗標(biāo)準(zhǔn)氣體,標(biāo)氣容器采用內(nèi)襯聚四氟的防吸附鋼瓶氣。不同濃度的HCl 標(biāo)氣通過兩個高精度氣體流量計,配比不同比例的HCl 標(biāo)氣與N2氣體獲得。分析儀采用了1742nm 的分布反饋式激光器作為光源,采用一定幅度的掃描驅(qū)動信號實現(xiàn)單獨一根HCl 氣體吸收譜線的測量,實驗室試驗使用的氣室長度為0.7 米,試驗是在室溫、常壓的條件下進行。儀器的掃描頻率為64Hz,有很高的響應(yīng)速度。

        圖3 為分析儀測量100ppm 濃度的HCl 氣體吸收的二次諧波信號??梢姡?00ppm 低濃度的測量條件下,分析儀的二次諧波吸收峰信號還是很明顯。

        圖3 100ppm 濃度HCl 吸收二次諧波信號

        分析儀的性能測試根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)[9]的要求進行。

        分析儀的線性度及線性誤差的測量方法為:取零點和滿量程之間共5 個點反復(fù)進行3次測量,試驗中我們分別通入0,100ppm,250ppm,400ppm 和500ppm 等5 種不同濃度的標(biāo)氣進行測量,測量數(shù)據(jù)見表1。

        表1

        圖4 分析儀線性分析

        根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的線性誤差計算公式得到本文分析儀的線性誤差為0.612%。

        根據(jù)表1 數(shù)據(jù)進行線性擬合,獲得結(jié)果如圖4 所示的擬合曲線。圖中黑點為實際測量的濃度值,實線為線性擬合的直線,通過計算獲得線性相關(guān)度為0.99998。

        分析儀的測量準(zhǔn)確性通過多次反復(fù)測量數(shù)據(jù),并計算其均方根誤差獲得。試驗中,反復(fù)6次通入零氣和滿量程80%(400ppm)的標(biāo)氣,每次試驗間隔30 分鐘。下表2 為試驗測量數(shù)據(jù)。

        表2

        對表2 數(shù)據(jù)進行處理可得均方根誤差為0.85。說明分析儀能夠滿足工業(yè)現(xiàn)場對HCl 氣體排放在線監(jiān)測的性能需求。

        4 結(jié)論

        本文通過實驗室測試,論證了本文中的分析儀用于工業(yè)現(xiàn)場在線監(jiān)測HCl 排放濃度的可行性,通過分析儀的性能測試表明,本文分析儀的各項性能指標(biāo)均優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定范圍,分析儀的性能滿足HCl 在線監(jiān)測的要求。結(jié)合已經(jīng)安裝到現(xiàn)場在線監(jiān)測HCl 分析儀的真實使用情況,本文分析儀能夠長期穩(wěn)定的對HCl 排放濃度進行監(jiān)測,能為我國減少HCl 的排放提供有效的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)。

        [1]Forbrenningsanlegg-Veiledning for Saksbehandlere(Combustion Plants-Guidelines for Environmental Inspectors)[S].State Pollution Control Authority,Norway,1995(in Norwegian).

        [2]ZHANG Yan-guo,DENG Gao-feng,et.a1..Journal of Safety and Environmen,2002,2(2):7.

        [3]束小文,張玉鈞,闞瑞峰.基于TDLAS 技術(shù)的HCI 氣體在線探測溫度補償方法研究[J].光譜學(xué)與光譜分析,2010,30,5.

        [4]P.Kaspersen,P.Geiser,D.Do Dang,A.Bohman,In-situ near-and midinfrared laser spectrometers:From lab to industry,Imaging and Applied Optics Technical Digest,2011.

        [5]Peter Werlea,F(xiàn)ranz Slemra,Karl Maurer,Near-and mid-infrared laser-optical sensors for gas analysis[J].Optics and Lasers in Engineering,2002,37.

        [6]Kevin Duffin,Andrew James McGettrick,Walter Johnstone,Tunable Diode-Laser Spectroscopy With Wavelength Modulation:A Calibration-Free Approach to the Recovery of Absolute Gas Absorption Line Shapes[J].Journal of Lightwave Technology,2007,25.

        [7]Ste’ phane Schilt,Luc The’ venaz,Wavelength modulation spectroscopy:combined frequency and intensity laser modulation[J].Applied Optics,2003,42,33.

        [8]Pawel Kluczynski,J¨orgen Gustafsson,Wavelength modulation absorption spectrometry an extensive scrutiny of the generation of signals [J].Spectrochimica Acta Part B,2001,56,1277-1354.

        [9]GB/T 25476-2010 可調(diào)諧激光氣體分析儀國家標(biāo)準(zhǔn)[S].

        猜你喜歡
        測量信號
        信號
        鴨綠江(2021年35期)2021-04-19 12:24:18
        完形填空二則
        把握四個“三” 測量變簡單
        滑動摩擦力的測量和計算
        孩子停止長個的信號
        滑動摩擦力的測量與計算
        測量的樂趣
        測量
        基于LabVIEW的力加載信號采集與PID控制
        一種基于極大似然估計的信號盲抽取算法
        久久精品国产精品亚洲艾| 精品国产自产久久久| 国产一线视频在线观看高清 | 日本精品久久中文字幕| 亚洲一区二区三区精品| 国产福利视频在线观看| 中文字幕喷水一区二区| 亚洲伊人久久综合精品| 国产高清精品一区二区| 精品国产av色一区二区深夜久久| 天天影视色香欲综合久久 | 熟妇五十路六十路息与子| 亚洲图片第二页| 顶级高清嫩模一区二区| 午夜裸体性播放| 伊人久久成人成综合网222| 91久久精品一二三区蜜桃| 女同三级伦理在线观看| 国产日产精品一区二区三区四区的特点| 国产精品露脸视频观看| 宅男久久精品国产亚洲av麻豆| a黄片在线视频免费播放| 久久久久亚洲av成人网人人网站| 中文字幕福利视频| 女优视频一区二区三区在线观看| 蜜桃a人妻精品一区二区三区| 国产欧美一区二区三区在线看| 亚洲av无码成人精品区天堂| 亚洲免费视频一区二区三区| 中文字幕本久久精品一区| 欧美另类高清zo欧美| 久久频精品99香蕉国产| 亚洲中文字幕乱码在线观看| 又紧又大又爽精品一区二区| 学生妹亚洲一区二区| 丝袜美腿爆炒国产在线观看| 国产精品第一二三区久久| 男男受被攻做哭娇喘声视频| 96精品免费视频大全| 亚洲综合视频一区二区| 亚洲av无码专区在线播放|