一種基于傅里葉變換的低濃度煙氣紅外分析儀及檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于煙氣監(jiān)測設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種基于傅里葉時頻變換模型的低濃度NO等煙氣紅外在線檢測分析儀。本專利的基于傅里葉變換的低濃度煙氣紅外分析儀，包括機箱、加熱控制單元、輸出顯示單元、數(shù)據(jù)采集處理單元、供電電源、濾水過濾裝置、氣態(tài)污染物檢測單元；本發(fā)明的傅里葉變換的紅外分析儀，不需專門配備昂貴的干涉儀，結(jié)構(gòu)更加簡單，因此顯著減少了設(shè)備的成本；整套系統(tǒng)采用雙光束光度計法，使得溫度對測量值的影響明顯減少，故分析儀的長期工作穩(wěn)定性更高。儀器響應(yīng)時間更快，檢測時間縮短，提高儀器靈敏度。
【專利說明】一種基于傅里葉變換的低濃度煙氣紅外分析儀及檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煙氣監(jiān)測設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種基于傅里葉時頻變換模型的低濃度NO等煙氣紅外在線檢測分析儀。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的傅里葉變換紅外分析儀通常是根據(jù)光的相干性原理設(shè)計的，是一種干涉型光譜儀。在利用傅里葉變換紅外光譜原理測量氣體濃度的操作中，主要由三步完成:第一步，測量紅外干涉圖，該圖是一種時域譜；第二步，通過計算機對該時域譜圖進行快速傅里葉變換計算，從而得到以波長或頻率為函數(shù)的頻域譜，即傅里葉變換紅外光譜圖；第三步，找到待測氣體的特征吸收峰、并測得峰高值或峰面積(即吸光度);最后根據(jù)朗伯-比爾吸收定律，即可計算獲得待測氣體濃度值。例如:申請?zhí)枮?01010520324.X的中國發(fā)明專利申請公開了一種基于傅里葉變換紅外光譜定量分析的變壓器油浸氣體分析系統(tǒng)及其分析方法；其中，重點說明了用傅里葉變換紅外光譜儀對從變壓器油所分離出來的多組分氣體進行在線定量分析的方法；其構(gòu)建的分析模型采用了 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，運算較為復(fù)雜，特征變量提取數(shù)量較多，各組分濃度測量精度較低，只適合氣體濃度范圍較寬廣、組分品種較多的場合的分析和檢測。
[0003]2012年起，新版GB13223-2003《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定:脫硫、脫硝后NO等煙氣濃度須達到100mg/m3以下。這對于我國很多一氧化氮NO等污染源排放監(jiān)測紅外分析NDIR系統(tǒng)和分析儀器在低量程測量時的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性提出了更高的要求。由于在相同的氣室長度下，NO的分辨率低于H2O的分辨率，所以排放煙氣中的水分會對NDIR的紅外波段造成較大干擾、導(dǎo)致氣體NO等測量時存在誤差大、漂移大的缺點；難以勝任國家新排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0004]為此，國際上目前較多采用紫外差分或傅里葉紅外分析技術(shù)，來解決上述問題。這些技術(shù)的典型代表有:美國Cerex公司采用DOAS的紫外差分技術(shù)，芬蘭GASMET采用的FTIR的傅里葉紅外分析技術(shù)，但DOAS紫外差分技術(shù)，一般只適宜監(jiān)測痕量氣體(ppb級);FTIR傅里葉紅外分析技術(shù)，測量系統(tǒng)復(fù)雜，需要配套干涉儀等設(shè)施，設(shè)備價值昂貴，一般不適宜連續(xù)測量；目前，我國污染源分布在電力、鋼鐵、水泥等各種工業(yè)企業(yè)，污染源工況復(fù)雜多樣，都面臨污染物測量干擾因子多的難題，國外煙氣監(jiān)測儀器實際應(yīng)用中存在“水土不服”和“標(biāo)準(zhǔn)不符”的現(xiàn)象。
[0005]本專利針對艾默生公司(艾默生過程控制有限公司；Emerson processmanagement)的基于傅里葉變換的檢測器,檢測器型號為:X-Stream_Core (包括配套電路板:GA-CZFP0WER V0.1);在進行氣體檢測時，檢測器可以根據(jù)獲得的零氣、標(biāo)準(zhǔn)氣體和樣氣不同的光譜信號，轉(zhuǎn)換獲得光譜圖以及樣氣的測量結(jié)果數(shù)據(jù)，本專利根據(jù)上述檢測器獨立開發(fā)配套適用的檢測設(shè)備，開發(fā)適用于國內(nèi)市場及環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)測儀，打破國外公司的技術(shù)壟斷。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述存在的問題，本發(fā)明提供一種高精度、高分辨性的低濃度煙氣紅外分析儀，能夠適配目前現(xiàn)有的基于傅里葉變換的檢測器的紅外分析儀，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
本專利的基于傅里葉變換的低濃度煙氣紅外分析儀，包括機箱1、加熱控制單元2、輸出顯示單元3、數(shù)據(jù)采集處理單元4、供電電源5 ;機箱I內(nèi)設(shè)置煙氣管路，濾水過濾裝置6設(shè)置在煙氣管路進口，煙氣管路上分別設(shè)置溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、氧傳感器7、氣態(tài)污染物檢測單元8 ;所述的氣態(tài)污染物檢測單元8包括紅外光源10及設(shè)置在其后的遮光器，沿光路布置在遮光器后依次為吸收池12、測量氣室13、濾光器14、檢測傳感器15 ；在吸收池12上設(shè)吸收池樣氣進口 16和吸收池樣氣出口 17，測量氣室13沿光路方向分隔分別為樣品池20、參比池21，參比池21內(nèi)封裝中性氣體，樣品池20設(shè)樣品池樣氣進口 18和樣品池樣氣出口 19，吸收池樣氣出口 17與樣品池樣氣進口 18相連通；所述的遮光器輪流遮擋紅外光源10發(fā)出的射向樣品池20、參比池21的紅外光束；檢測傳感器15連接至檢測器22。檢測器22即為艾默生公司的基于傅里葉變換的檢測器，檢測器型號為A-Stream-Core(包括配套電路板:GA-CZFP0WER V0.1)。
[0007]所述的遮光器遮擋樣品池20的頻率為:120Hz至155Hz ;遮光器遮擋參比池21的頻率為:90Hz至125Hz。
[0008]所述的遮光器具體為切光器，切光器由驅(qū)動電機23和切光輪11組成，切光輪11外緣對應(yīng)樣品池20位置沿圓周方向設(shè)置測量側(cè)開孔29，測量側(cè)開孔的相對內(nèi)緣對應(yīng)參比池21位置沿圓周方向設(shè)置參比側(cè)開孔30,見圖5所示；驅(qū)動電機23驅(qū)動切光輪轉(zhuǎn)動，間斷性的遮擋紅外光源10發(fā)出的射向樣品池20、參比池21的紅外光束。
[0009]所述的基于傅里葉變換的低濃度煙氣紅外分析儀，驅(qū)動電機23驅(qū)動切光輪11轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速為1830 rpm，轉(zhuǎn)動頻率為30.5Hz，測量側(cè)開孔29設(shè)置4至5個，參比側(cè)開孔30設(shè)置3至4個。切光輪采用的轉(zhuǎn)動頻率為30.5Hz，與工頻50Hz錯開，可避免工頻干擾。
[0010]所述的吸收池12的長度優(yōu)選為100mnT240mm。
[0011]所述的檢測傳感器15優(yōu)選為熱釋電紅外探測器，由熱釋電元件24、電極25、外電路導(dǎo)線26、負載27，電源28組成，熱釋電元件24設(shè)置在濾光器14后部正對紅外光源10位置，電極25分別位于熱釋電元件24兩側(cè)，外電路導(dǎo)線26串聯(lián)負載27、電源28后分別與熱釋電元件24兩側(cè)的電極25相連接。其中熱釋電元件24由鉭酸鋰晶體TaLi03材料制成。
[0012]采用上述分析儀的檢測方法，包括如下步驟:
步驟1、標(biāo)準(zhǔn)氣體配制:配置質(zhì)量濃度為100mg/m3的NO或CO標(biāo)準(zhǔn)氣體，余量為氮氣，待測；
步驟2、開機預(yù)熱:紅外光源10發(fā)出單色光，遮光器對紅外光源10進行遮光，產(chǎn)生分別照射樣品池20、參比池21的兩束光；第一光束為測量側(cè)光束，依次通過吸收池12、樣品池20、濾光器14到達檢測傳感器15 ;第二光束為參比側(cè)光束，通過吸收池12、參比池21、濾光器14到達檢測傳感器15 ；
步驟3、零氣校正:向分析儀中通入零氣，選擇純度為99.999%的氮氣N2作為零氣，至零氣充滿吸收池12和樣品池20 ；
步驟4、記錄第一光束與第二光束照射檢測傳感器15時獲得的零氣光束信號，傳輸至檢測器22 ；
步驟5、氮氣N2排出；
步驟6、標(biāo)準(zhǔn)氣體測定:將標(biāo)準(zhǔn)氣體通入低濃度煙氣紅外分析儀，經(jīng)濾水過濾裝置6過濾干燥后，標(biāo)準(zhǔn)氣體充滿吸收池12和樣品池20 ；
步驟7、記錄第一光束與第二光束照射檢測傳感器15時獲得的標(biāo)準(zhǔn)氣體光束信號，傳輸至檢測器22 ；
步驟8、標(biāo)準(zhǔn)氣體排出；
步驟9、樣氣測量:將樣氣通入低濃度煙氣紅外分析儀，經(jīng)濾水過濾裝置6過濾干燥后，樣氣充滿吸收池12和樣品池20 ；
步驟10、記錄第一光束與第二光束照射檢測傳感器15時獲得的樣氣光束信號，傳輸至檢測器22 ；
步驟11、檢測器22輸出檢測結(jié)果。
[0013]根據(jù)上述的基于傅里葉變換的低濃度煙氣紅外檢測方法，其特征在于:遮光器遮擋紅外光源，形成的第一光束為測量側(cè)光束，照射頻率為155Hz:第二光束為參比側(cè)光束，照射頻率為122Hz。
[0014]本發(fā)明的傅里葉變換的紅外分析儀，相對于現(xiàn)有的傅里葉紅外分析儀有以下創(chuàng)新亮點:1)不需專門配備昂貴的干涉儀，結(jié)構(gòu)更加簡單，因此顯著減少了設(shè)備的成本；2)整套系統(tǒng)采用雙光束光度計法，對測量與參比信號合成的原始信號進行傅里葉時頻變換技術(shù)處理后，通過參比峰值和測量峰值的比較，來精確計算待測氣體濃度值，打破了傅里葉變換紅外分析儀的傳統(tǒng)測量模式；這種新穎的測量方式使得溫度對測量值的影響明顯減少，故分析儀的長期工作穩(wěn)定性更高。3)儀器響應(yīng)時間更快，檢測時間縮短，提高儀器靈敏度。
[0015]本發(fā)明適用于低濃度氣體的測量，尤其是針對低濃度NO氣體的測量，利用NO氣體低濃度值的測量靈敏度及其對紅外光的敏感吸收特點，專門增加一個吸收池；測量時，讓紅外光束依次穿過吸收池、樣品池而到達檢測傳感器，以便能讓通過的單色光被NO氣體充分吸收，使穿過樣品池后進入檢測器獲得的透射率T更大，以解決待測氣體濃度很低時、透射率T較低、無法精確測量氣體低濃度值的難題，提高了分析儀探測靈敏度和抗多組分相互干擾的能力。
[0016]本發(fā)明利用特殊設(shè)計的遮光器，集分光和信號時頻變換兩種功能于一身，有三個作用:1)對紅外光源發(fā)出的光束，進行連續(xù)地周期性地遮斷光源，使紅外光變成脈沖式紅外線輻射；2)使單一光源發(fā)出的紅外光束變?yōu)殡p光束，實現(xiàn)信號相同開啟關(guān)閉時間，減少從測量側(cè)到參比側(cè)的串?dāng)_和各組分通道之間的干擾；實現(xiàn)最小化光飄移和減少測量時間；3)通過檢測器22進行時頻變換調(diào)制，使得檢測器產(chǎn)生的信號為交流信號，便于放大器放大，同時改善檢測器的響應(yīng)時間特性。這是有別于其他普通切光器的創(chuàng)新亮點。
[0017]本發(fā)明采用雙光束分光光度法測量，相比其他光學(xué)測量技術(shù)，具有以下明顯優(yōu)點:通過參比光隨時監(jiān)測光強變化并對變化的影響進行校正的作用，可自動消除光源強度變化所引起的誤差，避免由于電源波動或者光源老化引起的測量誤差，同時也消除了放大器增益變化和光學(xué)及電子學(xué)元器件對兩條光路不平衡的影響，從而使得飄移減小、基線平直度提高，而且不隨溫度的變化而變化，提高了儀器的穩(wěn)定性。
[0018]更進一步，本發(fā)明的檢測傳感器采用熱釋電紅外探測器以替代傳統(tǒng)的微流氣動探測器，可充分利用鉭酸鋰晶體(TaLi03)這種特殊的熱釋電材料的突出優(yōu)點:延遲時間溫度系數(shù)低、熱穩(wěn)定性好等。用該材料晶體制成的熱釋電紅外探測器，通過熱釋電效應(yīng)產(chǎn)生的電流大小除與紅外光的輻射功率成正比，還與溫度變化率成正比，故可用來檢測入射光輻射的強弱及快速變化的輻射信號，使得這種檢測器更加適合于需要探測電子信號靈敏度高、性價比較高的傅里葉變化紅外檢測裝置。
[0019]本發(fā)明可受益的行業(yè)有:精煉、石化和化學(xué)處理、冶金生產(chǎn)、硬化熱處理、天然氣生產(chǎn)和分配，易燃混合氣體的測量、生物技術(shù)、垃圾填埋處理、鍋爐煙道氣體分析、電廠、過程熔爐和焚化爐、各地CEMS集成商和環(huán)監(jiān)站等。本發(fā)明除了適合于NO低濃度煙氣的測量，也可應(yīng)用于對低濃度CO等煙氣的檢測。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明實施例煙氣分析儀的結(jié)構(gòu)布局圖。
[0021]圖2為本發(fā)明氣態(tài)污染物檢測單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為本發(fā)明氣態(tài)污染物檢測單元雙路布置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4為熱釋電紅外探測器結(jié)構(gòu)示意圖(垂直于熱釋電元件24箭頭表示入射光的入射方向)。
[0024]圖5為切光輪結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖6為樣品氣經(jīng)檢測器22處理后獲得的傅里葉變換紅外吸收光譜圖。
【具體實施方式】
[0026]實施例1:
圖1為本發(fā)明實施例煙氣分析儀的結(jié)構(gòu)布局圖，如圖所示，包括機箱1、加熱控制單元
2、輸出顯示單元3、數(shù)據(jù)采集處理單元4、供電電源5 ;機箱I內(nèi)設(shè)置煙氣管路，濾水過濾裝置6設(shè)置在煙氣管路進口，煙氣管路上分別設(shè)置溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、氧傳感器7、氣態(tài)污染物檢測單元8 ;機箱內(nèi)還包括一個煙氣多參數(shù)測量腔9，溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器均設(shè)置在煙氣多參數(shù)測量腔9內(nèi)。
[0027]本實施例的氣態(tài)污染物檢測單元8，包括圖2中紅外光源10及設(shè)置在其后的遮光器，沿光路布置在切光器后依次為吸收池12、測量氣室13、濾光器14、檢測傳感器15 ;在吸收池12上設(shè)吸收池樣氣進口 16和吸收池樣氣出口 17，測量氣室13沿光路方向分隔分別為樣品池20、參比池21 ;參比池21內(nèi)封裝的中性氣體為高純度N2 (99.999%)。樣品池20設(shè)樣品池樣氣進口 18和樣品池樣氣出口 19，吸收池樣氣出口 17與樣品池樣氣進口 18相連通。遮光器調(diào)制紅外光源10發(fā)出的光束形成兩束單色光，一束經(jīng)吸收池12進入測量氣室13，另一束經(jīng)吸收池12進入?yún)⒈瘸?1，兩束單色光幾乎同時照射上述各氣室。檢測傳感器15連接至檢測器22。
[0028]其中，遮光器具體為一種切光器，切光器由驅(qū)動電機23和切光輪11組成。切光輪11的結(jié)構(gòu)見圖5所示。本發(fā)明的切光輪11主要功能是對紅外光源發(fā)出的光束，按一定的周期切割，使紅外光變成脈沖式紅外線輻射，通過調(diào)制器25進行時頻變換調(diào)制，使得檢測器產(chǎn)生的信號為交流信號，并形成兩束單色光，分別幾乎同時照射和穿過參比池和樣品池；每套切光器可同時用于兩組紅外探測器，以分別檢測兩種氣體濃度的量值。其中，驅(qū)動電機23采用渦流直流電動機，轉(zhuǎn)速n設(shè)計為1830rpm，為此轉(zhuǎn)動頻率& = n/60 =30.5Hz。在切光輪11上開有測量側(cè)開孔和參比側(cè)開孔，其形狀以扇形為主，孔數(shù)優(yōu)選在3-5個范圍內(nèi)，因此脈沖信號頻率推薦f = 30.5*(3?5)= IOOHz — 155Hz范圍內(nèi)。切光輪上參比側(cè)孔數(shù)和測量側(cè)開孔數(shù)可以根據(jù)實際待測氣體種類有所改變。比如，圖5所示中，圓板上面沿圓周對稱分布有4個參比側(cè)孔和5個測量側(cè)開孔；參比光通過切光器上4個參比側(cè)孔穿過，每周期可照射參比池4次，使得參比光的測量頻率為4*30.5Hz=122Hz ;測量光通過切光器上5個測量側(cè)開孔穿過，每周期可照射樣品池5次，使得測量光頻率為5*30.5Hz=152Hz。
[0029]本發(fā)明的吸收池12的長度為100mnT240mm，長度選擇取決于待測氣體濃度大小；一般待測氣體濃度越低，吸收池長度就越長，以便能讓單色光被某種波長的氣體充分吸收，在光譜圖中形成明顯的吸收峰特征。
[0030]本發(fā)明中吸收池12和測量室13管均采用圓筒形，筒的兩端均用晶片密封。測量室13管采用樣品池20和參比池21各占一半的“單筒隔半”型結(jié)構(gòu)。
[0031]實施例2:
作為實施例1的改進，本實施例將實施例1中的檢測傳感器15優(yōu)選熱釋電紅外探測器，結(jié)構(gòu)包括圖4中熱釋電元件24、電極25、外電路導(dǎo)線26、負載27，電源28組成，其中，熱釋電元件24設(shè)置在濾光器14后部正對光路方向位置，電極25分別位于熱釋電元件24兩偵牝外電路導(dǎo)線26串聯(lián)負載27、電源28后分別與熱釋電元件24兩側(cè)的電極25相連接。上述技術(shù)方案中，熱釋電元件24優(yōu)選鉭酸鋰晶體(TaLi03)材料制成，其他結(jié)構(gòu)與實施例1相同。
[0032]圖2中，紅外光源10發(fā)出的單色光，經(jīng)過切光器11調(diào)制后，形成兩束單色光，一束分別進入吸收室12和測量氣室13中的樣品池20，另一束分別通過吸收室12和測量氣室13中的參比池21。由于NO等異種原子構(gòu)成的分子對光具有吸收特性，若吸收室12和測量氣室13中存在上述氣體，則進入上述兩個氣室的部分光會被吸收，未被吸收的光穿過濾光器14后進入檢測器15。檢測器中的熱釋電紅外探測器分別得到穿過參比池和樣品池后的光譜信號，光譜信號傳輸至艾默生的檢測器22。由檢測器22中的計算機對上述光譜信號進行快速傅里葉時頻變換，從而獲得待測樣品傅里葉變換紅外光譜圖并定量分析煙氣中濃度值。圖6為樣品氣經(jīng)檢測器22處理后獲得的傅里葉變換紅外吸收光譜圖，其中40為參比側(cè)峰值，41為測量側(cè)峰值，由于遮光器遮擋紅外光源，形成的第一光束為測量側(cè)光束，照射頻率為155Hz，第二光束為參比側(cè)光束，照射頻率為122Hz，因此圖6中形成峰值錯開的光譜圖。
[0033]實施例3:
采用實施例1的分析儀的檢測方法，其特征在于包括如下步驟:
步驟1、標(biāo)準(zhǔn)氣體配制:配置質(zhì)量濃度為100mg/m3的NO或CO標(biāo)準(zhǔn)氣體，余量為氮氣，待測；
步驟2、開機預(yù)熱:紅外光源(10)發(fā)出單色光，遮光器對紅外光源(10)進行遮光，產(chǎn)生分別照射樣品池(20)、參比池(21)的兩束光；第一光束為測量側(cè)光束，依次通過吸收池
(12)、樣品池(20)、濾光器(14)到達檢測傳感器(15);第二光束為參比側(cè)光束，通過吸收池(12)、參比池(21)、濾光器(14)到達檢測傳感器(15)；
步驟3、零氣校正:向分析儀中通入零氣，選擇純度為99.999%的氮氣N2作為零氣，至零氣充滿吸收池(12)和樣品池(20)；
步驟4、記錄第一光束與第二光束照射檢測傳感器(15)時獲得的零氣光束信號，傳輸至檢測器(22)；
步驟5、氮氣N2排出；
步驟6、標(biāo)準(zhǔn)氣體測定:將標(biāo)準(zhǔn)氣體通入低濃度煙氣紅外分析儀，經(jīng)濾水過濾裝置(6)過濾干燥后，標(biāo)準(zhǔn)氣體充滿吸收池(12)和樣品池(20)；
步驟7、記錄第一光束與第二光束照射檢測傳感器(15)時獲得的標(biāo)準(zhǔn)氣體光束信號，傳輸至檢測器(22);
步驟8、標(biāo)準(zhǔn)氣體排出；
步驟9、樣氣測量:將樣氣通入低濃度煙氣紅外分析儀，經(jīng)濾水過濾裝置(6)過濾干燥后，樣氣充滿吸收池(12)和樣品池(20)；
步驟10、記錄第一光束與第二光束照射檢測傳感器(15)時獲得的樣氣光束信號，傳輸至檢測器(22);
步驟11、檢測器(22)輸出檢測結(jié)果。
【權(quán)利要求】
1.一種基于傅里葉變換的低濃度煙氣紅外分析儀，包括機箱(1)、加熱控制單元(2)、輸出顯示單元(3)、數(shù)據(jù)采集處理單元(4)、供電電源(5);機箱(1)內(nèi)設(shè)置煙氣管路，濾水過濾裝置(6)設(shè)置在煙氣管路進口，煙氣管路上分別設(shè)置溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、氧傳感器(7)、氣態(tài)污染物檢測單元(8);其特征在于:所述的氣態(tài)污染物檢測單元(8)包括紅外光源(10)及設(shè)置在其后的遮光器，沿光路布置在遮光器后依次為吸收池(12)、測量氣室(13)、濾光器(14)、檢測傳感器(15);在吸收池(12)上設(shè)吸收池樣氣進口(16)和吸收池樣氣出口( 17 )，測量氣室(13 )沿光路方向分隔分別為樣品池(20 )、參比池(21 )，參比池(21)內(nèi)封裝中性氣體，樣品池(20 )設(shè)樣品池樣氣進口( 18 )和樣品池樣氣出口( 19 )，吸收池樣氣出口(17)與樣品池樣氣進口(18)相連通；所述的遮光器輪流遮擋紅外光源(10)發(fā)出的射向樣品池(20)、參比池(21)的紅外光束；檢測傳感器(15)連接至檢測器(22)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于傅里葉變換的低濃度煙氣紅外分析儀，其特征在于:所述的遮光器遮擋樣品池(20)的頻率為:120Hz至155Hz ;遮光器遮擋參比池(21)的頻率為:90Hz 至 125Hz。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于傅里葉變換的低濃度煙氣紅外分析儀，其特征在于:所述的遮光器具體為切光器，切光器由驅(qū)動電機(23)和切光輪(11)組成，切光輪(11)外緣對應(yīng)樣品池(20)位置沿圓周方向設(shè)置測量側(cè)開孔(29)，測量側(cè)開孔的相對內(nèi)緣對應(yīng)參比池(21)位置沿圓周方向設(shè)置參比側(cè)開孔(30)，驅(qū)動電機(23)驅(qū)動切光輪轉(zhuǎn)動，間斷性的遮擋紅外光源(10)發(fā)出的射向樣品池(20)、參比池(21)的紅外光束。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于傅里葉變換的低濃度煙氣紅外分析儀，其特征在于:驅(qū)動電機(23)驅(qū)動切光輪(11)轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速為1830 rpm，轉(zhuǎn)動頻率為30.5Hz，測量側(cè)開孔(29)設(shè)置4至5個，參比側(cè)開孔(30)設(shè)置3至4個。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于傅里葉變換的低濃度煙氣紅外分析儀，其特征在于:吸收池(12)的長度為100mnT240mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于傅里葉變換的低濃度煙氣紅外分析儀，其特征在于:所述的檢測傳感器(15)為熱釋電紅外探測器，由熱釋電元件(24)、電極(25)、外電路導(dǎo)線(26)、負載(27)，電源(28)組成，熱釋電元件(24)設(shè)置在濾光器(14)后部正對紅外光源(10)位置，電極(25)分別位于熱釋電元件(24)兩側(cè)，外電路導(dǎo)線(26)串聯(lián)負載(27)、電源(28)后分別與熱釋電元件(24)兩側(cè)的電極(25)相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于傅里葉變換的低濃度煙氣紅外分析儀，其特征在于:熱釋電元件(24)由鉭酸鋰晶體材料制成。
8.一種采用權(quán)利要求1所述的分析儀的檢測方法，其特征在于包括如下步驟:步驟1、標(biāo)準(zhǔn)氣體配制:配置質(zhì)量濃度為100mg/m3的NO或CO標(biāo)準(zhǔn)氣體，余量為氮氣，待測； 步驟2、開機預(yù)熱:紅外光源(10)發(fā)出單色光，遮光器對紅外光源(10)進行遮光，產(chǎn)生分別照射樣品池(20)、參比池(21)的兩束光；第一光束為測量側(cè)光束，依次通過吸收池(12)、樣品池(20)、濾光器(14)到達檢測傳感器(15);第二光束為參比側(cè)光束，通過吸收池(12)、參比池(21)、濾光器(14)到達檢測傳感器(15)； 步驟3、零氣校正:向分析儀中通入 零氣，選擇純度為99.999%的氮氣N2作為零氣，至零氣充滿吸收池(12)和樣品池(20)；步驟4、記錄第一光束與第二光束照射檢測傳感器(15)時獲得的零氣光束信號，傳輸至檢測器(22)； 步驟5、氮氣N2排出； 步驟6、標(biāo)準(zhǔn)氣體測定:將標(biāo)準(zhǔn)氣體通入低濃度煙氣紅外分析儀，經(jīng)濾水過濾裝置(6)過濾干燥后，標(biāo)準(zhǔn)氣體充滿吸收池(12)和樣品池(20)； 步驟7、記錄第一光束與第二光束照射檢測傳感器(15)時獲得的標(biāo)準(zhǔn)氣體光束信號，傳輸至檢測器(22); 步驟8、標(biāo)準(zhǔn)氣體排出； 步驟9、樣氣測量:將樣氣通入低濃度煙氣紅外分析儀，經(jīng)濾水過濾裝置(6)過濾干燥后，樣氣充滿吸收池(12)和樣品池(20)； 步驟10、記錄第一光束與第二光束照射檢測傳感器(15)時獲得的樣氣光束信號，傳輸至檢測器(22)； 步驟11、檢測器(22)輸出檢測結(jié)果。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于傅里葉變換的低濃度煙氣紅外檢測方法，其特征在于:遮光器遮擋紅外光源，形成的第一光束為測量側(cè)光束，照射頻率為155Hz:第二光束為參比側(cè)光束，照射頻率為122Hz 。
【文檔編號】G01N21/3504GK103808685SQ201210455662
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月14日
【發(fā)明者】劉德允, 陳瑩, 范黎鋒, 章曙, 孫明偉, 倪慶 申請人:南京埃森環(huán)境技術(shù)有限公司