產(chǎn)品名稱：激光氧含量在線分析儀

產(chǎn)品型號(hào)：SD-Y5000S EX

一、產(chǎn)品簡介

SD-Y5000S EX激光氧含量在線分析儀（以下簡稱裝置），為連續(xù)監(jiān)測精細(xì)化工/石油化工/生物制藥/鋼鐵冶煉/焦?fàn)t煤氣/新型能源等管道氣體含量設(shè)計(jì)的在線分析儀器，分析儀采用TDLAS技術(shù)(可調(diào)諧半導(dǎo)體激光光譜吸收技術(shù)Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)，為目前的氣體測量方法之一，該儀表具有靈敏度高、響應(yīng)速度快、不受背景氣體干擾、非接觸式測量等特點(diǎn)，為實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地反映各種氣體變化提供了可靠參考數(shù)據(jù)。根據(jù)工藝點(diǎn)不同，可選擇不同測量參數(shù)，監(jiān)測系統(tǒng)能準(zhǔn)確測量樣氣中的氣體含量。該過程分析裝置已成功應(yīng)用于國內(nèi)多家生產(chǎn)企業(yè)以及設(shè)備生產(chǎn)廠家，為企業(yè)獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，贏得了用戶及生產(chǎn)廠商的一致好評(píng)。

整套裝置包括采樣、預(yù)處理、分析三部分組成，預(yù)處理部分采用分級(jí)過濾除塵、焦油、渦旋制冷器降溫除水，以此來保證分析部分的壽命和測量精度，并將檢測到的氣體含量以4-20mA的電流信號(hào)提供給用戶，用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工藝自動(dòng)控制。

二、系統(tǒng)各單元功能

1、預(yù)處理采樣單元

預(yù)處理采樣單元是過程分析儀器在線連續(xù)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵，本裝置預(yù)處理采樣系統(tǒng)采用特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用泵吸式抽取取樣，精密過濾器、干燥器分級(jí)過濾，采樣流量計(jì)將樣氣恒流至500mL/min，送至儀表進(jìn)行濃度分析，保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定可靠的正常工作；經(jīng)現(xiàn)場長期運(yùn)行表明，有效的解決了長時(shí)間在監(jiān)測工況環(huán)境下被動(dòng)式過濾累積堵塞，維護(hù)工作量大，在線連續(xù)運(yùn)行率低的難題，大大提高了產(chǎn)品安全性能。

2、分析單元

分析單元是一臺(tái)防爆型分析儀，采用高性能激光傳感器。具有壽命長、靈敏度高、響應(yīng)速度快，可靠性高、穩(wěn)定性和選擇性好的特點(diǎn)。新型的氣路穩(wěn)流系統(tǒng)：具有精度高、響應(yīng)快、性能穩(wěn)定、氣體分析過程連續(xù)等優(yōu)點(diǎn)。

整套系統(tǒng)裝置包括取樣單元、預(yù)處理單元、分析單元等部分。

三、技術(shù)參數(shù)

l  系統(tǒng)型號(hào)：SD-Y5000S EX

l  檢測氣體：氧氣

l  采樣方式：抽取式

l  傳感器類型：激光光譜吸收

l  檢測范圍：O2：0-21%VOL

l  測量誤差：≤±1%F.S

l  分 辨 率：0.1%

l  響應(yīng)時(shí)間：T90≤10S

l  輸出信號(hào)：4-20mA /RS485

l  通氣流量：0.4-0.6L/min

l  環(huán)境溫度：2℃～40℃

l  溫度設(shè)定值：1.5℃±0.5℃

l  環(huán)境濕度：≤90%RH

l  氣路接口：Φ6不銹鋼卡套接頭

l  防爆等級(jí)：激光分析儀（Exd IIC T6 GB）  

l  電氣單元、防爆接線盒均為（Exd IIC T4 GB）

四、儀器特點(diǎn)

不受背景氣體的影響

傳統(tǒng)非色散紅外光譜吸收技術(shù)采用的光源譜帶很寬，其譜寬范圍內(nèi)除了被測氣體的吸收譜線外，還有很多基他背景氣體的吸收譜線。因此，光源發(fā)出的光除了被待測氣體的多條譜線吸收外還被一些背景氣體的吸收，從而導(dǎo)致測量的不準(zhǔn)確性。 而半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)中使用的半導(dǎo)體激光的譜寬小于0.001nm，遠(yuǎn)小于被測氣體一條吸收譜線的譜寬。如測量原理圖所示的“單線吸收光譜”數(shù)據(jù)。 同時(shí)在選擇該吸收譜線時(shí)，就保證在所選吸收譜線頻率附近約10倍譜線寬度范圍內(nèi)無測量環(huán)境中背景氣體組分的吸收譜線，從而避免這些背景氣體組分對被測氣體的交叉吸收干擾，保證測量的準(zhǔn)確性。

不受粉塵干擾

如上圖激光氣體分析儀通過調(diào)制激光器的頻率使之周期性地掃描被測氣體的吸收譜線，激光頻率的掃描范圍被設(shè)置為大于被測氣體吸收譜線的寬度，從而在一次掃描中包含有不被氣體吸收譜線衰減的黃綠區(qū)（1區(qū)）和被氣體吸收譜線衰減的紅色區(qū)（2區(qū)）。從1區(qū)得到的測量信號(hào)包含粉塵和視窗污染的透過率，從2區(qū)得到的測量信號(hào)除包含粉塵和視窗污染的透過率還包含被氣體吸收的光強(qiáng)衰減。因此，通過在一個(gè)激光頻率掃描周期內(nèi)對1區(qū)和2區(qū)的同時(shí)測量可以準(zhǔn)確獲得被氣體吸收衰減掉的透光率，從而不受粉塵及視窗污染產(chǎn)生光強(qiáng)衰減對氣體測量濃度的影響。

標(biāo)定周期長

激光氣體分析儀的漂移小、穩(wěn)定性好，一般零漂和量漂滿足≤±1%FS/半年，儀器標(biāo)定周期長，減少了儀器校準(zhǔn)的工作量。

l  可調(diào)諧激光光譜技術(shù)，不受任何背景氣干擾。

l  采用多次反射懷特池提供長達(dá)10m的測量光程。

l  自動(dòng)消除環(huán)境影響，有溫度、壓力補(bǔ)償功能，適應(yīng)復(fù)雜多變的工業(yè)環(huán)境，減少外部因素對測量結(jié)果的干擾。

l  可高達(dá)100HZ的測量速度，響應(yīng)速度極快，適用于需要快速響應(yīng)的場景。

l  性能穩(wěn)定、靈敏度高、長期漂移小。

l  使用光學(xué)測量技術(shù)，具有長久的使用壽命。

五、測量原理

    激光氣體分析儀的測量原理是可調(diào)諧半導(dǎo)體激光光譜吸收技術(shù)Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)，TDLAS于20世紀(jì)70年代提出。初期的TDLAS技術(shù)只是一種實(shí)驗(yàn)室研究用技術(shù)，隨著半導(dǎo)體激光技術(shù)在20世紀(jì)80年代的迅速發(fā)展，特別是20世紀(jì)90年代以來，基于TDLAS技術(shù)的現(xiàn)場在線分析儀表已逐漸發(fā)展成熟，能夠在各種高溫、高粉塵、高腐蝕等惡劣的環(huán)境下進(jìn)行現(xiàn)場在線的氣體濃度測量。

    可調(diào)諧半導(dǎo)體激光光譜吸收技術(shù)TDLAS本質(zhì)上是一種光譜吸收技術(shù)，通過分析激光被氣體分子的選擇性吸收來獲得氣體的濃度。它與傳統(tǒng)紅外光譜吸收技術(shù)的不同之處在于，半導(dǎo)體激光光譜寬度遠(yuǎn)小于氣體吸收譜線的展寬。因此，半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)是一種高分辨率的光譜吸收技術(shù)。系統(tǒng)采用特定波長的激光束穿過被測氣體，激光強(qiáng)度的衰減與氣體的濃度滿足朗伯·比爾定理，因此可以通過檢測激光強(qiáng)度的衰減信息分析獲得被測氣體的濃度。采用半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)的激光氣體分析儀可從原理上抗背景氣體的干擾，測量結(jié)果可靠性高。

六、系統(tǒng)整體參數(shù)

外形尺寸：1400（H）x 600（W）x350（D）。

分析柜柜體采用1.5mm和2.00mm冷軋鋼板。

分析柜有前開門，帶視察玻璃。

防護(hù)等級(jí)：不小于IP65。

表面處理：噴塑，顏色RAL7035或用戶指定。

七、系統(tǒng)描述

系統(tǒng)柜的設(shè)計(jì)以安全性和可靠性為核心，通過氣動(dòng)采樣泵、精密過濾器與干燥器等預(yù)處理元件，

確保樣氣在進(jìn)入分析儀前得到充分處理。采樣管路和連接件采用優(yōu)良的耐腐蝕材質(zhì)，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的耐用性和穩(wěn)定性。整體設(shè)計(jì)滿足防爆場合的使用需求，適用于復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的氣體濃度監(jiān)測。（預(yù)處理部分根據(jù)實(shí)際工況而定）

系統(tǒng)柜中除氣體分析儀以外的器件均為預(yù)處理元件和管閥件，滿足了防爆場合使用；

氣動(dòng)采樣泵用于微正壓或負(fù)壓樣氣情況下采樣，適用于不同壓力工況，確保樣氣穩(wěn)定采樣。

配置高效專用精密過濾器與干燥器，對樣氣進(jìn)行有效處理，去除樣氣中固體顆粒物、雜質(zhì)、殘留水及干燥；

預(yù)處理元件可視透明，采樣管路采用Φ6mm無縫不銹鋼管，具有優(yōu)異的耐腐蝕性和機(jī)械強(qiáng)度；連接卡套和接頭均采用優(yōu)良的耐腐蝕材質(zhì)，確保密封性和耐久性。

八、系統(tǒng)安裝及使用

電源：交流220V AC（引入儀表機(jī)柜位置）;

安裝現(xiàn)場無明顯振動(dòng)；通風(fēng)良好；

氣源壓縮空氣：0.5-0.7Mpa（驅(qū)動(dòng)渦旋冷凝器，壓縮氣體管引入放置機(jī)柜位置，氣源6mm管路）；

采樣及尾氣回收管路：6mm不銹鋼硬管引入儀表機(jī)柜安裝位置；如后期用于DCS的信號(hào)連接，選用屏蔽電纜線經(jīng)3*1.0mm2。

九、應(yīng)用領(lǐng)域

應(yīng)用于精細(xì)化工、新型能源、石油化工、生物制藥、鋼鐵冶煉、焦?fàn)t煤氣等領(lǐng)域進(jìn)行實(shí)時(shí)氧氣含量監(jiān)測，針對各種尾氣、反應(yīng)釜、離心機(jī)、過程氣中的氧氣含量檢測分析。