紅外煙氣分析儀：煙氣分析儀技術研究
0 引言
資源和環境是人類賴以生存、繁衍和發展的基本條件，地球是人類的共同家園。而資源短缺、環境污染和生態惡化，已經成為人類普遍關注的全球性問題。保護人類生存環境，實施可持續發展戰略，是21世紀國際社會“和平與發展”和“環境與發展”兩個主題之一。為了保障人們呼吸清新空氣，飲用干凈水，享受放心食物，必須加強環境監測工作。目前，我國重點城市已在利用建立的環境空氣質量自動監測系統開展環境空氣質量日報或預報工作。2000年，國家開始實施130個城市的環境空氣質量監測系統的建設項目。目前，煙氣監測設備主要分為兩種技術，分別是紅外NDIR技術和紫外吸收法，其中，市場上70%以上的分析儀是采用紅外NDIR法。
1 技術特點
1.1 產品特點
①全自動運行：可實現自動調零、自動校正、自動測量、自動恢復等智能化功能。
②抗干擾：分析儀設置了膈膜器、溫濕度探頭和壓力傳感器，采用DAOS技術，極大程度減少灰塵、水蒸氣的影響，同時，通過動態監測溫濕度和壓力，對溫度和壓力進行動態校準，保證數據準確性。
③操作容易：非專業技術人員也可輕易上手。
④在線監測方式多樣化：可實現人工隨時測量、自動定時測量、自動周期性測量等測定方式。
⑤測定速度快，數據準確可靠：可隨時監控生產過程中選定控制節點的樣品濃度并反饋控制過程。
1.2 功能描述
①通訊模式：HJ/T212-2005《污染源在線自動監控（監測）系統數據傳輸標準》；
②接口：4路模擬量輸出，支持RS485/232數字輸出；
③測量間隔時間：任意選擇或連續；
④校準：自動校準的時間間隔可人工選擇。
2 設計方案
2.1 紅外分析方法
儀器主要由工控機、CPU組成主從通訊模式，工控機為主，其他為從，下面是各個模塊的職責分工：
工控機：采用3.5寸的觸摸顯示一體化ARM工控機；
數字信號輸出：采用RS232通訊模式，波特率為9600，支持國標212通訊協議，為主動發送模式；
CPU：采用80C51F410型號的單片機，負責與上位機進行通訊，采用采用RS232通訊模式，波特率為2400，將檢測的數據發送到工控機，通訊協議為自定義協議，同時還負責光信號采集、閥體控制、流程控制等。
2.2 紫外分析方法
儀器由工控機、氣室、探測器、氙燈等組成，在紫外氙燈的作用下，煙氣中的SO2和NO氣體在紫外區287和
216nm下有強烈吸收，根據吸收強度計算出其濃度。
2.3 紫外光譜分析方法
儀器由工控機、氣室、光譜儀、氙燈等組成，在紫外氙燈的作用下，通過光譜儀掃描200-400nm區間的光譜信息，利用煙氣中的SO2、和NO氣體在紫外區下有強烈吸收的特性，采用DAOS計算出濃度。
3 結論
通過研究紅外NDIR技術、紫外分光技術和紫外光譜技術，形成了三種煙氣分析方案，并通過實驗驗證三種方案的可行性，最終，確定紫外光譜技術為最佳方案。
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