新型非色散红外三组分气体分析仪的研究
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该检测器工作原理基于Beer-Lambert 定律,如图1: - b c, T = log (P / P) = e 0
式中: T –透光率 P P 0
P –入射光能量; 0
P –透射光能量
, –被测物吸收常数;
b –被测物厚度; b
c –被测物浓度
图1
[7] 图2 所示为一个红外光吸收式检测器,它可以同时检测CO,CO和烷烃类可
燃性气体。
该检2
测器包括一个非分光式红外发生器,红外光线被导入一个封闭的金属腔内,腔
内充有被测气体,特定波长的红外光将被气体吸收后,专门测定该特定波长的红外检测管将吸收后的能量测出,用以表示被测气体浓度。
,1 ,2 图2 ,3
光的吸收特性(波长)与被测气体的分子结构密切相关,即每种气体都有它自己的特征吸收峰。
大多数的光吸收式检测器采用红外光或激光光源,以减少杂散光的干扰。
该检测器分辨率和测量精度较高,理论上使用寿命比电化学传感器要长得多,价格比较贵。
基于NDIR原理的红外光吸收式检测器的便携式二氧化碳测试仪已被国家标准列入推荐方法之一。
类似产品: GXH–3010/3011AE 现场红外线CO/CO检测仪 2。
非色散红外气体传感器的工作原理
非色散红外气体传感器的工作原理非色散红外气体传感器是一种常用于检测和测量气体浓度的传感器。
它的工作原理基于红外吸收光谱的特性。
让我们了解一下红外吸收光谱。
红外光谱是指在电磁波谱中波长较长的一部分,它的波长范围通常在0.78微米到1000微米之间。
不同的分子会吸收不同波长的红外光,这种吸收现象可以用来识别和测量气体的浓度。
非色散红外气体传感器利用了红外光谱中气体分子的吸收特性。
它由一个红外光源、一个样品室和一个红外光探测器组成。
红外光源会发射一束特定波长的红外光进入样品室。
这束光会穿过样品室中的气体,一部分光会被气体分子吸收,另一部分光会透过样品室到达红外光探测器。
红外光探测器会测量透过样品室的红外光的强度,并将其转换为电信号。
这个电信号的强度与气体分子吸收的光的强度成正比,因此可以用来表示气体浓度。
然而,由于不同气体分子对红外光的吸收特性不同,所以非色散红外气体传感器通常需要校准。
校准是通过对已知气体浓度进行测量,然后建立浓度和传感器输出信号之间的关系来完成的。
传感器输出的电信号会被转换为气体浓度的数值,并以数字形式显示在传感器上。
可以通过连接到计算机或数据记录仪来进一步分析和记录这些数据。
非色散红外气体传感器具有许多优点。
首先,它具有高灵敏度和高选择性,可以检测多种不同的气体。
其次,它的响应速度很快,可以实时监测气体浓度。
此外,它的体积小巧,易于安装和使用。
然而,非色散红外气体传感器也存在一些限制。
首先,它对光源和探测器的稳定性要求较高,否则会影响测量的准确性。
其次,它对温度和湿度的变化也比较敏感,需要进行温度和湿度补偿。
此外,一些气体分子对红外光的吸收很弱,因此无法使用非色散红外气体传感器进行测量。
非色散红外气体传感器是一种基于红外吸收光谱的传感器,可以用来检测和测量气体浓度。
它通过红外光的吸收特性来实现对气体的测量,具有高灵敏度、高选择性和快速响应的优点。
然而,它也需要校准和对环境因素进行补偿,才能确保测量结果的准确性。
非分散型红分线气体分析仪的结构与原理
该 分 析 仪 是 从 汽 车 排 气 管 内 收 集 取 出 汽 车 的 尾 气 , 并 对 气 体 中 所 含 有 的C 和t 的 O t C
间 用 一 金 属 膜 片 隔 开 , 两 室 中 充 有 同 摩 尔 数 的C 。 由 于 射 到 检 测 室 左 室 的 红 外 线 在 O 通 过 测 定 室 时 一 部 分 射 线 已 被 排 气 中 的
整 旋 钮 , 标 准 气 体 校 正 调 整 旋 钮 、 量 程 转 换 开 关 , 使 仪 表 指 示 零 位 及 指 示 值 量 程 得
到 调 节 。 另 外。 于 流 程 系 统 的 一 端 设 置 的 由
流 量 计 , 因 而 能 够 了 解 到 尾 气 在 流 经 仪 器
测试 系统 过程 中 的异 常情况 。
3 浓 度 指 示 部 分 . 尾 气 的 浓 度 指 示 部 分 根 据 分 析 部 分 传
来 的 电信 号 ( 图3 , 在 C 指 示 表 上 C 浓 度 如 ) O O
比较 室) ,回转 扇和 检 测器 构成 。从采 收 部
分 输 送 来 的 多 种 气 体 共 存 在 尾 气 中 通 过 非 分 散 型红 外线 分析 部 分分 析测 定气 体 (o c, H ) 浓 度 ,用 电 信 号 将 其 输 送 到 浓 度 指 示 C的 部 分 。 工 作 原 理 如 图2 示 , 它 由 两 个 红 外 所 线 光 源 发 出 两 组 分 开 的 射 线 , 这 些 射 线 被 两 旋 转 扇 片 同 相 地 遮 断 , 从 而 形 成 射 线 脉 冲 , 射 线 脉 冲 经 滤 清 室 、 测 量 室 而 进 入 检
较 室 , 另一 个 是 测 定 室 。 比较 室 中充 有不
一种非分散红外多组分氟利昂气体检测系统[发明专利]
专利名称:一种非分散红外多组分氟利昂气体检测系统
专利类型:发明专利
发明人:杨申昊,杨凌,侯春彩,赵韦静,王晓辰,李鑫,成俊娜,吴霆,高俊波,邓维
申请号:CN201911343247.2
申请日:20191224
公开号:CN111141695A
公开日:
20200512
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明一种非分散红外多组氟利昂气体检测系统,包括光源、直通式气室、光电转换装置、信号处理与分析模块及上位机,其中,该检测系统还包括位于所述直通式气室与光电转换装置之间的非成像聚光光锥;所述信号处理与分析模块,根据k时刻的测量值与k‑1时刻的预测值的差计算k 时刻的预测值。
本发明将长时间得到的浓度值,通过阿伦方差的方法估计测量精度,随积分时间的增大,检测精度可达0.01ppm。
申请人:中国船舶重工集团公司第七一八研究所
地址:056027 河北省邯郸市展览路17号
国籍:CN
代理机构:北京理工大学专利中心
代理人:刘芳
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非色散红外法课件
应用领域
化学分析
用于检测气体、液体和 固体样品中的化合物和
元素。
环境监测
用于检测空气、水和土 壤中的污染物。
生物医学研究
用于检测生物样品中的 化合物和生物标记物。
农业与食品分析
用于检测农产品和食品 中的营养成分和污染物
。
04
非色散红外法数据处理
数据采集
采集方式
采样环境
采用光谱仪对气体样品进行连续扫描 ,获得光谱数据。
根据实验需求,选择适宜的采样环境 ,如温度、湿度、压力等。
采样要求
确保采样过程中气体样品的稳定性, 避免外界干扰因素对结果的影响。
数据处理流程
数据预处理
对原始数据进行平滑处理,消除噪声和异常 值。
环境监测案例
总结词
非色散红外法在环境监测中用于检测大气污染物、温室气体和气象参数,对于环境保护和气候变化研究具有重要 意义。
详细描述
非色散红外法能够快速准确地测量大气中的污染物浓度,如二氧化硫、氮氧化物等,同时还可以监测温室气体的 排放情况,如二氧化碳、甲烷等。此外,该方法还可以用于测量气象参数,如温度、湿度和压力等,对于气象预 报和气候变化研究具有重要作用。
过滤光片或光栅分光。
按应用领域分类
有气体分析仪、液体分析仪和固 体分析仪等。
按结构特点分类
有便携式和实验室用大型仪器。
仪器选型
01
02
03
04
根据应用需求选择
根据需要检测的气体、液体或 固体物种类和浓度范围,选择
合适的仪器。
根据精度要求选择
根据对检测结果的精度要求, 选择具有相应分辨率和精度的
非色散红外气体检测元件结构设计
非色散红外气体检测元件结构设计刘 帅1,蒋 韬2,文小红3,赖 建41.四川省川煤科技有限公司,四川 成都 6105002.四川省恒升煤炭科技开发有限公司,四川 成都 6100003.四川省恒升煤炭科技开发有限公司,四川 成都 6100004.四川省川煤科技有限公司,四川 成都 610500摘 要:文章主要研究了非色散红外检测技术的技术原理,利用电子科技大学的发明专利“一种相变热释电纳米薄膜材料的制备方法”,并根据其特点进行了检测元件的结构设计。
研制出了具有自主知识产权的热释电红外检测元件,替代了进口热释电陶瓷型探测器,打破了国外核心技术垄断。
该技术具有检测精度高、环境适应性强、稳定校准周期长、使用单位经济成本低等优点,拥有广泛的市场推广前景。
关键词:红外;非色散;检测元件;结构设计中图分类号:TN219 文献标志码:A 文章编号:2096-2789(2021)02-0214-021 红外气体检测元件结构设计思路非色散红外甲烷检测元件主要是由气室、红外光源、红外探测器(含有两个通道:测量通道和参考通道)、窄带滤光片、气室、信号放大、控制电路以及光源驱动电路组成。
非色散红外甲烷检测理论是基于朗伯比尔定律提出的。
朗伯比尔定律是分光光度法的基本定律,主要描述物质对某一波长光吸收的强弱与吸光物质的浓度及其液层厚度间的关系,其适用于待测物为气体或者溶液等均匀物质的情况。
根据朗伯比尔定律,当待测气体进入气体吸收腔时,测量通道附近的红外光强度就会呈指数下降。
公式表述如下:(1)式中:I为光通过介质吸收后的出射光强;I为入射光强(在浓度为零的气体中即干燥空气中的出射光强);K为固定系数,取决于气体的吸收谱线、滤光片的频带宽度;L为光源和探测器之间的光程;C为待测气体的浓度。
由式(1)可以确定气体浓度C。
对于测量通道输出可以做一个对应的电压转换,即(2)式中:V为在被测气体中的探测器输出电压;V为在干燥空气中的探测器输出电压。
非分散红外CEMS在超低排放气态污染物监测中的应用探讨
第60卷 第2期2024年3月石 油 化 工 自 动 化AUTOMATIONINPETRO CHEMICALINDUSTRYVol.60,No.2Mar,2024稿件收到日期:20231120,修改稿收到日期:20231218。
作者简介:李政(1987—),男,2009年毕业于北京化工大学自动化专业,获工学学士学位,现就职于北京中燕建设工程有限公司,主要从事仪表运行检修管理工作,任副主任,高级工程师。
非分散红外CEMS在超低排放气态污染物监测中的应用探讨李政(北京中燕建设工程有限公司,北京102400)摘要:现有非分散红外CEMS在使用过程中,由于烟气中的水分和CH4等因素的交叉干扰,会造成SO2和NO的监测结果出现偏差,难以满足超低排放的监测要求。
分析了非分散红外CEMS工作时出现冷凝水的原因,以及烟气中水分和CH4对SO2红外吸收波段干扰特点,提出了解决样气管中冷凝水和降低烟气中含水率的方法,并给出了消除CH4对SO2测量数据干扰的方法和CEMS的优化方案,实际应用表明:改进后的CEMS对水汽及烟气中其他组分具有极强的抗干扰性,为超低排放气态污染物监测提供了准确的监测方法。
关键词:超低排放;非分散红外法;烟气排放连续监测系统;气态污染物监测中图分类号:TP273 文献标志码:B 文章编号:10077324(2024)02009304犃狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀狊犪狀犱犇犻狊犮狌狊狊犻狅狀狅犳犖狅狀 犱犻狊狆犲狉狊犲犱犐狀犳狉犪狉犲犱犆犈犕犛犻狀犕狅狀犻狋狅狉犻狀犵狅犳犝犾狋狉犪 犾狅狑犈犿犻狊狊犻狅狀狅犳犌犪狊犲狅狌狊犘狅犾犾狌狋犪狀狋狊LiZheng(BeijingZhongyanConstructionEngineeringCo.Ltd.,Beijing,102400,China)犃犫狊狋狉犪犮狋狊:Duringtheapplicationofexistingnon dispersedinfraredCEMS,SO2andNOtestresultswillshowsomedeviationduetothecrossinterferenceofwater,CH4andotherfactorsinthefluegas,itisdifficulttosatisfytherequirementofultra lowemission.Thecausefortheoccurrenceofcondensateduringnon dispersiveinfraredCEMSoperationandtheinterferencecharacteristicsofthewaterandCH4influegastoinfraredabsorptionwavebandareinvestigated.Methodstosolvethecondensateofthesamplegaspipeandtoreducethemoisturecontentinthefluegasareproposed,andamethodtoeliminatetheinterferenceofCH4ontheSO2measurementdataandtheoptimizationschemeforCEMSisproposed.TheactualapplicationresultsshowthattheimprovedCEMShasstronganti interferencepropertiesagainstwatervaporandothercomponentsinthefluegas,andanaccuratemonitoringmethodforthemonitoringofultra lowemissionofgaseouspollutantsisprovided.犓犲狔狑狅狉犱狊:ultra lowemissions;non dispersedinfraredmethod;continuousemissionmonitoringsystem;gaseouspollutantmonitoring 针对日益严峻的大气污染现状,中国政府各部委相继出台了一系列规划和政策支持石化和热电行业实施超低排放,同时环保部门及地方政府也出台了新的污染物排放标准,而作为首都的北京更是对环保工作提出了更加严苛的标准。
非色散红外法
高锰酸盐指数Permanganate Index (OC)
高锰酸盐指数:以高锰酸钾溶液为氧化剂测得 的化学耗氧量。
按测定溶液的介质不同,分为酸性高锰酸钾法 和碱性高锰酸钾法。
BOD测定方法
(一)五天培养法(20℃)
(二)微生物电极法
(三)其他方法
1.检压库仑式BOD测定仪
2.测压法
总有机碳(TOC)
(一)定义与测定意义
总有机碳:是以碳的含量表示水体中有机物质总量的综 合指标。由于TOC的测定采用燃烧法,因此能将有机物 全部氧化,它比BOD5或COD更能反映有机物的总量。 (二)测定原理
样品采集
1、断面设置(cross section setting) : 设置原则与水质监测 断面相同,其位置应 尽可能与水质监测断 面相重合 。
样品采集
2、采样次数(Sampling times) :由于底质比 较稳定,受水文、气象 条件影响较小,一般每 年枯水期(Low water period)采样1次,必要 时可在丰水期(High flow period)增采1次。
3、采样量:视监测项 目、目的而定,一般 为1—2kg 。
4、采样方法 (Sampling process):
采集表层底质样品一般采用挖 式(抓式)采样器或锥式采样 器。前者适用于采样量较大 的情况,后者适用于采样量 少的情况。管式泥芯采样器 用于采集柱状样品,以供监 测底质中污染物质的垂直分 布情况。
底质是矿物、岩石、土壤的自然侵蚀 产物,废(污)水排出物沉积及生物 活动物质之间物理、化学反应等过程 的产物。指江、河、湖、库、海等水 体底部表层沉积物质。
非色散红外吸收法原理
非色散红外吸收法原理一、引言非色散红外吸收法(non-dispersive infrared absorption spectroscopy, NDIR)是一种近年来被广泛应用于气态样品检测的技术,本文将分析非色散红外吸收法的原理以及其在环保、工业和医疗等领域的应用。
二、非色散红外吸收法原理非色散红外吸收法原理是利用红外光线穿过样品后衰减系数与样品中吸收物浓度的关系,通过检测红外光源在样品中的吸收量来分析样品的成分。
在这个过程中,入射的红外光通过被测试的容器,被测试的样品,以及参考气体。
参考气体不包含测试成分,被视为测试环境中的纯气体,在测量中扮演了一个关键角色。
检测器接收到的光被分成两个信号:参考气体信号和样品信号,然后处理它们的差异以便得出样品中吸收物种类和浓度。
这种技术优点在于无需分光器对光谱进行分离和分散处理。
三、应用非色散红外吸收法的应用极为广泛,可以用于环保、工业和医疗等领域的气态样品分析。
以下是几个例子:1.环保空气污染已经成为了全球性的问题,环保部门需要通过各种手段来检测空气中的一些有害气体。
非色散红外吸收法可以用于监测一些有害气体的浓度,如二氧化碳、二氧化硫和甲醛等有害气体的浓度。
这种技术可以用于建筑,行业和交通领域等多个领域。
2.工业在工业生产中,非色散红外吸收法可以用于监测工业排放中的气体浓度以及监测工业过程中可能出现的气体泄漏。
这种技术可以用于控制工业运营的稳定性和安全性。
3.医疗非色散红外吸收法还可以被用于医疗领域。
它可以检测呼吸的气体成分,进而诊断一些呼吸系统或消化系统疾病。
例如,非色散红外吸收法可以用于检测呼出的二氧化碳的浓度,从而测试病人的呼吸状况。
四、总结非色散红外吸收法是一种广泛应用的检测技术,它的优点在于检测过程稳定,准确性高,对样品量和形态的要求不高。
它在环保、工业和医疗等领域的应用在未来将继续增长。
非分光红外气体分析仪的研究的开题报告
非分光红外气体分析仪的研究的开题报告一、研究背景非分光红外气体分析技术以其高精度、高灵敏度、非选择性等特点,成为气体分析领域中最为重要的技术之一,已被广泛应用于环保、能源、化工、医药等领域。
目前,气体分析技术市场需求逐年增加,应用领域不断扩大,使得开发新型气体分析仪器的研究变得非常紧迫。
在气体分析领域中,光谱技术已经成为非常重要的气体分析手段之一。
通过有机分子中特定的振动模式,可以将有机分子的特征吸收光谱与有机分子的结构相对应。
对于光谱技术,基于干涉仪的 Fourier 变换红外(FTIR)技术很受欢迎,但这种技术还存在缺点,例如可能捕捉噪声和高斯谱带的自由谱向量等。
非分光红外气体分析仪是基于红外分光技术和光谱视觉技术的结合,以不同的光学原理和仪器设计制作而成,其光学系统允许可以改变波长的扫描区间(典型的为1000-4000 cm-1),这与光谱分析(从紫外范围到远红外)中的其他技术不同。
其优点包括:测量范围广,适用于多种气体分析,不需要额外的订正系数,并且具有较好的灵敏度和分辨率。
二、研究内容本研究的主要内容是设计和开发一种高精度、高灵敏度、非分光红外气体分析仪。
该仪器采用背散射的非接触式测量方法,具有优秀的光学性能,可以测量多种气体的浓度,如CO2、CH4、N2O、NO、CO等。
仪器将采用现代光学技术,包括激光器、光学干涉仪、光电二极管等元件,实时、无损地检测样品气体。
为了实现高精度、高灵敏度的气体浓度测量,本研究还将采用先进的算法和计算方法来处理所记录的光信号。
这些算法包括峰识别、激光校准、波长校准、背景校正等,旨在提高测量精度和准确性。
三、研究意义和应用价值本研究的成果将填补非分光红外气体分析领域的研究空白,促进分析技术的发展和应用。
开发出高精度、高灵敏度、非分光红外气体分析仪将在环保、化工、能源等行业中发挥着重要的作用。
例如,它可以用于温室气体排放监测,有助于实现环境保护,减少大气污染。
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外吸收光谱法 , 中色 散红外 气体分 析仪 主要用 于 l 其 T
作条件很好的实验室 , 而非色 散红外气 体分 析仪相 比 具有更 高的灵 敏度和稳 定性 , 泛用 于各种丁作环 境 , 广 因此受 到各国重视。 近年 来虽然 国内研 制的非色散红外气体分析仪有 很大进步 , 但大都采用 国际上 8 0年代 的红外气体分 析 部件与结构 型式 , 在诸 多缺 陷, 存 例如 : 铬丝 作为 红 镍 外光源 , 热稳定性差 、 寿命 短 、 测量误差 大 ; 电机机械 调
0 引言
气体分 析在火 灾探测 、 地震 预报 、 能源勘 探 、 境 环 保护 、 高压设备故 障诊断 、 1过程控制 、 化] 冶金 、 医疗 卫
生及军事等领域都有着越来越广泛 的应用 。 常用 的气体分析 方法 主要有红 外 吸收光 谱法 、 电 化学法和化学传感 器法 等。与后两 种方 法 比较 , 红外 吸收光谱法具有很多优点 : 精度和灵敏度高 、 测量范 围 宽、 响应速度快 、 良好的选择性 、 稳定性 和可靠性好 、 可 实现多组分气体同时测量 、 能够连续分析和 自动控制 。 红外吸收光谱法分为非色散红外吸收光谱法和色散红
敏度 的快速响应热 电堆红 外探测 器 、 弱信号锁 定 放 微 大 电路 、 超低功耗 T 的 M P 3 F 4 I S 4 0 19型单 片机 等高 新
技术 , 能够实现 同时对 C C C j种气 体的 连 O、O 、H 等
续 自动分析 。
1 工 作原 理
非对称多 原子 分 子 气体 ( C C ,C H 0、 如 O、 O 、 H 、 ,
N ,N S ) 红外 波段均 有 特征 吸收 峰。当红 H 、 O、O 等 在 外辐射通 过被测 气体 时 , 气体分 子 就会对 红外辐 射 进 行选 择性吸收 , 也就是说 气体 分子只 吸收 固定 特征 波 长的红外 辐射 , C C C 的 特征吸 收波 长分 别 如 O、O 、 H
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新型非色散红外兰组分气体分析仪的研究
喻益超 。 等
新型非色散红外三组分气体分析仪 的研 究
Re e rh o h w n Dip sv n r rd T n r s An lz r s a c n t e Ne No — s erie Ifae eray Ga ay e
术进 行 了研究 , 四元热 电堆 红 外探测 器 、 定放 大 电路 、 S40超 低功 耗 片机 、C 显尔 模 块 等先 进 技术 。 该新 型非 色 散红 外 诸如 锁 M P3 LD
蔓组分气体分析仪能快速实现 同时对 C C C O、O 、 H 等i种气体的连续 自动分析 , 将会只有』 阔的应用前镣。 ‘
为 46 m、.6 m、.0 m。如 图 1 .4 42 33 所示 , 当一 束
-
te isr me twi a e b o d p o p cs i p l ain . h n tu n l h v ra r s e t n a pi t s l c o Ke ywo ds: NDI r R T r pl nr rd d tco hemo i ifa e ee tr e c .n a lf r k i mp ie i
喻 益 超
( 中国科 学技术 大 学 火灾科 学 国家重 点 实验 室‘合肥 ,
赵0 ) 202
202 ; 阴卷 烟厂 淮安 307 淮 ,
摘
要 :为了克服传统的红外气体分析仪现存渚多问题 , 采用非色散红外气体分析的麒理, 埘一种新型 组分气体分析仪的关键技
关键 词 :非 色 散红外
中 图分 类号 :X 5 89
热 电堆 红外探 测器
锁 定放 大
文 献标识 码 :A
A b ta t Too ec me te e itn r be n tec n e ina nrr d g sa ay es,te ciia e h oo iso e o - ip rin ifa sr c : v r o h xsigp o lmsi h o v nt lifae a n lzr o h rtc ltc n lge fa n w n n d s eso nr . r d tr ay g sa ay e sr sa c e yu igt rn il fa ay igno dip rini rr dg T e a v n e e h oo isicu ua e e n r a n lz rwa e e r h d b sn hep icpeo n lzn n- s e o nfae a s h d a c d tc n lge n ldeq d te n pl n rr d d tco ,lc —n a lf rcrui。M S 4 0 uta hw p we ,numpin sn l hp c mp tr ni eD ipa d l h n o ieifae ee tr o k i mpie ic t i P 3 lr— ) o rc s o t ige c i o ue .a t o L ds ly mo ue。 ec. Byusn hsa ay e ,t etr r a fc r o n xd t i gt i n lz r h enay g so ab n mo o ie,c r o o ie a d meh n a eC Iiu u l n lz d smu n o sy a ab ndix d n t a e c n b Ol n o sy a ay e i ha e u l t nd