本發(fā)明屬于船舶煙氣監(jiān)測設(shè)備術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種對船舶煙氣成分及相關(guān)煙氣參數(shù)進(jìn)行在線自動連續(xù)監(jiān)測的船舶煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法。

背景技術(shù)：

船舶廢氣排放污染是構(gòu)成大氣污染和海洋環(huán)境污染主要污染源之一，大多數(shù)船只燃燒的化石燃料通常是市場上含污染物較高的燃料，燃燒后排放的二氧化碳、氮氧化物和硫氧化物可直接影響全球氣候和海洋環(huán)境酸化，釋放的其它液體、氣體和顆粒對人類的健康也構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。

近幾年來我國對船舶廢氣污染排放逐漸重視，由于在船體工作環(huán)境中，要求維護(hù)周期盡量長，且要求的準(zhǔn)確性較高(需要定期的對系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn))，因此常規(guī)的煙氣檢測裝置無法直接用于船舶煙氣的監(jiān)測。

在實(shí)際應(yīng)用中，SO₂、NO、NO₂、O2、CO、CO₂測量可以使用紅外傅里葉變換的方式測量，但是此種方式的氣體分析室比較嬌貴、容易受水分干擾的影響，而且紅外光譜分析儀成本價(jià)昂貴。使用非分散紅外的方式可以測量對應(yīng)的SO₂、NO_X、O₂、CO、CO₂單獨(dú)氣體，非分散紅外不能直接測量NO₂的含量只能通過理論推導(dǎo)計(jì)算。如果想使用一個(gè)氣室測量以上所有氣體，需要在氣室內(nèi)安裝運(yùn)動光學(xué)部件通過切換鏡片的方式實(shí)現(xiàn)多種氣體的測量，但船舶運(yùn)行過程中一直處于運(yùn)動狀態(tài)，因此不能使用帶有光學(xué)部件的方案。紫外光學(xué)的方式只能測量SO2、NO、NO2，對CO，CO2氣體紫外光學(xué)的方式是不能分辨的。

目前，仍然缺乏能夠適用于船舶的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于尋求設(shè)計(jì)一種能夠適用于船舶的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，適用于海洋環(huán)境的使用，提高船舶煙氣測量精度，維護(hù)簡便。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種船舶煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，包括采樣探頭、煙塵計(jì)、流量計(jì)、預(yù)處理裝置、紫外差分氣體分析儀、紅外氣體分析儀、PLC控制器和DAS系統(tǒng)，所述采樣探頭、煙塵計(jì)和流量計(jì)固定安裝于船舶煙道上；所述采樣探頭與預(yù)處理裝置之間設(shè)有過濾器；所述煙塵計(jì)、流量計(jì)、紫外差分氣體分析儀和紅外氣體分析儀分別與PLC控制器連接；PLC控制器與DAS系統(tǒng)連接， 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互；

所述采樣探頭包括采樣管、反向?yàn)V芯、加熱帶、溫度感應(yīng)器和外殼，所述采樣管穿過固定法蘭與反向?yàn)V芯進(jìn)氣口螺紋連接，反向?yàn)V芯的出氣口與環(huán)形擋塊連接，環(huán)形擋塊與外殼呈可拆卸連接；所述外殼安裝在固定法蘭上；環(huán)形擋塊的中間孔與外殼上的出氣孔相對；所述加熱帶設(shè)置在外殼與反向?yàn)V芯之間的空腔內(nèi)，外殼與反向?yàn)V芯之間的空腔內(nèi)設(shè)有溫度感應(yīng)器，溫度感應(yīng)器與PLC控制器電連接，PLC控制器與加熱帶電連接，能夠根據(jù)溫度感應(yīng)器的反饋控制加熱帶的加熱功率；所述反向?yàn)V芯為兩端中心向內(nèi)凹陷的工字形濾芯，其中左側(cè)內(nèi)凹底為封閉結(jié)構(gòu)；

所述預(yù)處理裝置，包括分水過濾器、一級冷凝器、二級冷凝器、保護(hù)過濾器、電子流量計(jì)、濕度檢測器和抽氣泵，所述分水過濾器前設(shè)有三通閥門一，分水過濾器的出口與一級冷凝器的入口連接，一級冷凝器的出口與二級冷凝器的入口連接，二級冷凝器與保護(hù)過濾器之間設(shè)有三通閥門二，保護(hù)過濾器后面的管路上依次設(shè)有電子流量計(jì)和濕度檢測器，濕度檢測器后面的管路上設(shè)有抽氣泵；所述三通閥門一還與空氣進(jìn)氣管相連，所述三通閥門二還與標(biāo)氣罐相連；所述分水過濾器、一級冷凝器和二級冷凝器分別與蠕動泵連接，蠕動泵與儲液罐連接；所述三通閥門一、三通閥門二、蠕動泵、電子流量計(jì)、濕度檢測器和抽氣泵均與PLC控制器電連接，由PLC控制器根據(jù)反饋數(shù)據(jù)自動控制上述元器件；所述抽氣泵分別與紫外差分氣體分析儀、紅外氣體分析儀的煙氣入口連接；

優(yōu)選的是，所述紫外差分氣體分析儀包括脈沖氙燈、聚光鏡、積分器、光纖電纜、氣體流通池、準(zhǔn)直器，所述脈沖氙燈位于聚光鏡一側(cè)的焦點(diǎn)處，積分器位于聚光鏡另一側(cè)的焦點(diǎn)處；所述積分器通過光纖電纜與氣體流通池的光入口連接，所述流通池靠近光入口的一端設(shè)有煙氣入口，流通池靠近光出口的一端設(shè)有煙氣出口，所述煙氣入口通過管道與抽氣泵連接，能夠?qū)崿F(xiàn)勻速恒量向流通池內(nèi)通入待測煙氣；所述流通池的出光口處設(shè)有準(zhǔn)直器，準(zhǔn)直器通過光纖電纜與光譜分析儀連接。

本發(fā)明的有益效果為：

能夠一次性檢測分析船舶煙氣中的多種氣體，包括SO₂、NO、NO₂、CO等，效率高，無運(yùn)動部件可靠性高，關(guān)鍵部件維護(hù)簡便；具有極高的測量精度和穩(wěn)定性；能夠在惡劣的工作環(huán)境中保持穩(wěn)定有效；預(yù)處理裝置采用間歇式冷凝液排放，保證氣體經(jīng)過分析儀表和流量調(diào)節(jié)裝置的過程中無冷凝水出現(xiàn)，避免腐蝕儀器；檢測光的強(qiáng)度和均勻性優(yōu)良，利于光譜分析儀進(jìn)行分析；流通池氣體流量穩(wěn)定，測量誤差小。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，

圖2為采樣探頭結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為預(yù)處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為紫外差分氣體分析儀結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施例結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

實(shí)施例1

本實(shí)施例的船舶煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，包括采樣探頭2、煙塵計(jì)3、流量計(jì)4、預(yù)處理裝置5、紫外差分氣體分析儀6、紅外氣體分析儀7、PLC控制器8和DAS系統(tǒng)9，所述采樣探頭2、煙塵計(jì)3和流量計(jì)4固定安裝于船舶煙道1上；所述采樣探頭2與預(yù)處理裝置5之間設(shè)有過濾器10；所述煙塵計(jì)3、流量計(jì)4、紫外差分氣體分析儀6和紅外氣體分析儀7分別與PLC控制器8連接；PLC控制器8與DAS系統(tǒng)9連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互；

所述采樣探頭2包括采樣管201、反向?yàn)V芯210、加熱帶205、溫度感應(yīng)器209和外殼204，所述采樣管201穿過固定法蘭203與反向?yàn)V芯210進(jìn)氣口螺紋連接，反向?yàn)V芯210的出氣口與環(huán)形擋塊206連接，環(huán)形擋塊206與外殼204呈可拆卸連接；所述外殼204安裝在固定法蘭上203；環(huán)形擋塊206的中間孔與外殼204上的出氣孔相對；所述加熱帶205設(shè)置在外殼與反向?yàn)V芯210之間的空腔內(nèi)，外殼與反向?yàn)V芯210之間的空腔內(nèi)設(shè)有溫度感應(yīng)器209，溫度感應(yīng)器209、加熱帶205分別與PLC控制器8電連接，能夠根據(jù)溫度感應(yīng)器的反饋控制加熱帶的加熱功率；所述反向?yàn)V芯210為兩端中心向內(nèi)凹陷的工字形濾芯，其中左側(cè)內(nèi)凹底211為封閉結(jié)構(gòu)；

所述預(yù)處理裝置5，包括分水過濾器503、一級冷凝器504、二級冷凝器506、保護(hù)過濾器510、電子流量計(jì)511、濕度檢測器512和抽氣泵513，所述分水過濾器503前設(shè)有三通閥門一502，分水過濾器503、一級冷凝器504和二級冷凝器506的依次連接，二級冷凝器506與保護(hù)過濾器510之間設(shè)有三通閥門二509，保護(hù)過濾器510后面的管路上依次設(shè)有電子流量計(jì)511和濕度檢測器512，濕度檢測器512后面的管路上設(shè)有抽氣泵513；所述三通閥門一502還與空氣進(jìn)氣管相連，所述三通閥門二509還與標(biāo)氣罐508相連；所述分水過濾器503、一級冷凝器504和二級冷凝器506分別與蠕動泵505連接，蠕動泵505與儲液罐507連接；所述三通閥門一502、三通閥門二509、蠕動泵505、電子流量計(jì)511、濕度檢測器512和抽氣泵513均與PLC控制器8電連接，由PLC控制器8根據(jù)反饋數(shù)據(jù)自動控制上述元器件；所述抽氣泵513分別與紫外差分氣體分析儀6、紅外氣體分析儀7的煙氣入口連接；

所述紫外差分氣體分析儀6包括脈沖氙燈601、聚光鏡602、積分器603、光纖電纜、氣體流通池605、準(zhǔn)直器608，所述脈沖氙燈601位于聚光鏡602一側(cè)的焦點(diǎn)處，積分器603位于聚光鏡602另一側(cè)的焦點(diǎn)處；所述積分器603通過光纖電纜與氣體流通池605的光入口連接，所述氣體流通池605靠近光入口的一端設(shè)有煙氣入口，氣體流通池605靠近光出口的一端設(shè)有煙氣出口，所述煙氣入口通過管道與抽氣泵513連接，能夠?qū)崿F(xiàn)勻速恒量向氣體流通池605內(nèi)通入待測煙氣；所述氣體流通池605的出光口處設(shè)有準(zhǔn)直器608，準(zhǔn)直器608通過光纖電纜與光譜分析儀連接。