全套設(shè)備包括測(cè)試分析儀、凈化空氣吹掃系統(tǒng)等幾部分。由測(cè)試儀完成SO2 、NOx、煙塵濃度測(cè)量，經(jīng)過(guò)RS232口傳至現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)，完成數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)。凈化空氣吹掃系統(tǒng)向測(cè)試儀鏡片不斷的吹掃，以保持測(cè)試儀鏡片的清潔。
在整套設(shè)備中，分析儀是核心，所有原始數(shù)據(jù)的獲得全由它完成。分析儀主要包括光學(xué)系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)、電子學(xué)測(cè)量和控制系統(tǒng)等部分。
系統(tǒng)流程圖
光學(xué)系統(tǒng)
光學(xué)系統(tǒng)是完成煙氣光譜采樣的關(guān)鍵。光學(xué)系統(tǒng)主要由發(fā)射和接收兩大部分組成，包括光源、透鏡、角反射器、狹縫和多道光譜儀等。光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)透鏡直接進(jìn)入煙道中，通過(guò)煙氣吸收后經(jīng)角反射器返回，由狹逢進(jìn)入光譜儀，由光柵分光，在光柵色散焦平面由二極管陣列探測(cè)器（PDA）接收。
機(jī)械結(jié)構(gòu)
機(jī)械結(jié)構(gòu)部分包括插入式氣體采樣管、二極管陣列探測(cè)器的線性檢測(cè)及本底測(cè)量裝置的機(jī)械驅(qū)動(dòng)。考慮到煙道中溫度很高，而且有SO2等腐蝕性很強(qiáng)的污染氣體，所以氣體通道包括測(cè)量槽及有關(guān)配件均采用不銹鋼、透紫外光的石英玻璃材料制作，如圖3所示。氣體通道上的光學(xué)元件和密封性能好
工作過(guò)程
利用氣態(tài)污染物對(duì)特定波段的光具有吸收特性，選擇波段在200nm~320nm的紫外光作光源，在此波段內(nèi)水分子和其它氣體幾乎沒(méi)有吸收。入射光被污染物吸收后，經(jīng)光柵分光，由高靈敏二級(jí)管陣列探測(cè)器測(cè)量吸收光譜，并由此經(jīng)計(jì)算機(jī)利用反演算法得到污染物的種類和含量。
氘燈發(fā)出的寬帶光譜經(jīng)石英聚光透鏡后通過(guò)光分束器，再由反射鏡反射到準(zhǔn)直透鏡，通過(guò)前窗鏡照射到探頭后端的角反射鏡上，探頭窗鏡上裝有透光波段200nm~250nm的紫外濾光片。角反射鏡反射光按原光路返回到光分束器上，然后經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直透鏡照射到光譜儀的入射狹縫上，通過(guò)光柵色散形成光譜。
高靈敏度線陣CCD探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，CCD探測(cè)器輸出的信號(hào)經(jīng)前置放大器放大后送入高速信號(hào)采集A/D和CPU處理單元；控制處理單元的功能是將該信號(hào)數(shù)字化并存入存儲(chǔ)器，然后由系統(tǒng)總控制單元采用適當(dāng)?shù)厮惴▽?duì)其進(jìn)行處理得到SO2 、NOx濃度、煙氣溫度等信息。在數(shù)據(jù)分析和處理中采用硬件和軟件平均濾波技術(shù)，構(gòu)成了差分吸收光譜測(cè)量系統(tǒng)，從而使光源強(qiáng)度隨著時(shí)間的慢變化不影響測(cè)量精度。由于計(jì)算是通過(guò)吸收峰來(lái)進(jìn)行的，是由譜線的峰值和谷值來(lái)反演出來(lái)的，而粉塵只是對(duì)整條譜線起著衰減的效果。當(dāng)然若粉塵密度太大，以至于發(fā)出的光回不來(lái)了，或衰減至一個(gè)極低的水平,那么吸收譜線不能分辨，此時(shí)這種方法就不適用了。水汽沒(méi)有影響.
煙塵的測(cè)量
根據(jù)Beer定理，采用不透明度測(cè)試原理，即單色平行光束進(jìn)入充滿氣體和顆粒物的煙氣時(shí)，其光強(qiáng)因煙氣中顆粒物對(duì)光的吸收和散射作用而減弱。
煙氣在線監(jiān)測(cè)儀的技術(shù)特點(diǎn)
▲ 一臺(tái)設(shè)備可同時(shí)測(cè)量多種煙氣成份(SO2、NOX、煙塵)；
▲ 光柵光譜儀分光，二極管陣列PDA為光譜采樣器，省去了用光電倍增管的光譜掃描機(jī)構(gòu)，使系統(tǒng)更穩(wěn)定、測(cè)量更精確；
▲ 光譜采樣在煙道中，省去了復(fù)雜的抽氣、伴熱和定標(biāo)等過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)；
▲ 氣體濃度計(jì)算中應(yīng)用光學(xué)差分吸收技術(shù)，可消除煙塵及光源幅度慢變化對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響；
▲ 儀器中空氣吹掃裝置保證煙道內(nèi)光學(xué)元件不被煙氣污染，延長(zhǎng)了維護(hù)周期，提高了測(cè)量精度。
▲ *的技術(shù)和設(shè)計(jì)，保證了系統(tǒng)幾乎沒(méi)有零點(diǎn)漂移。
