探头式激光氧分析仪的应用.pdf

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1、第51卷第5期石油化工自动化Vo1．51。No．52015年10月AUT0MATIONINPETRO—CHEMICALINDUSTRYOctober，2015探头式激光氧分析仪的应用宋之玮(中国天辰工程有限公司，天津300400)摘要：针对传统氧体积分数分析仪存在的问题，介绍了一种新型的探头式激光氧分析仪，详细说明了其检测原理、仪表结构及特点；介绍了该分析仪在工程项目中的实施方案，具有精度高、响应速度快、安装简单、不受背景气干扰等优势，实际实用效果良好。关键词：氧分析仪可调谐二极管激光探头式粉尘工况中图分类号：TQ056．1+6文献标志码：

2、B文章编号：1007—7324(2015)05—0074—02ApplicationofProbeTypeLasero2AnalyzerSongZhiwei(ChinaTianchenEngineeringCorporation，Tianjin，300400，China)Abstracts：AimingatproblemsofconventionalO2volumefractionanalyzers，anewprobetypelaserO2analyzerisintroduced．Themeasuringprinciple，instrume

3、ntstructureandcharacteristicsareexpoundedindetail．Theexecutesolutionisintroducedinengineeringprojectwithadvantagesofhighprecision，fastresponse，simpleinstallationandnone—disturbanceofbackgroundgas．Actualapplicationeffectisgood．Keywords：O2analyzer；tunablediodelaser；probetype

4、；dustenvironment氧分析仪是一种重要的工业在线分析仪表，用安装于管道两侧，因而为了保证准确对焦，管道法于检测混合气体中的氧体积分数，广泛应用于化工兰必须严格对中，增加了配管、安装和调试的难度，生产装置中，在产品质量分析、尾气回收、燃烧控制并影响使用时的稳定性。等各种工艺过程和安全应用中起到重要作用，其检和以上传统仪表相比，新型的探头式激光氧分测精度和响应速度直接影响生产安全和控制效果。析仪具有独特的检测方式和技术特点，能够在更广1氧分析仪的分类泛的生产过程和复杂工况中得到良好应用。氧分析仪的种类较多，原理各异。目前应用比2探头

5、式激光氧分析仪的检测原理较广泛的有顺磁式、氧化锆式和激光式。分析仪利用光谱吸收技术，采用可调谐二极管1)顺磁式氧分析仪。利用氧气在磁场中具有激光(TDL)作为光源，通过调谐发射出特定波长极高顺磁性的原理制成，主要由分析器、取样系统、的激光束，该波长与待测气体单一吸收线的光谱性预处理系统和样品返回系统组成，通常安装于大型质相匹配。根据比尔一朗伯定律，吸光度与吸收物分析机柜内，仪表精度高，测量稳定，但系统结构复质(如氧气)的体积分数之间呈线性关系。计算公杂，体积庞大，响应速度慢(至少30s)，并且不适用式如下：于测量背景气含有高磁化率气体(如一

6、氧化氮、二JR—10e(1)氧化氮)的场合。式中：J——入射光强度；10——通过介质后的光2)氧化锆氧分析仪。根据氧化锆在高温下呈强；——吸收系数；c——待测气体的质量浓度；现的离子导电现象，利用传感器内外侧电势差来测卜一光程长度。量被测气体氧体积分数。此类仪表安装方便，维护量小，但传感器的使用寿命短，仪表校准频率高(1～2个月)，并且只适合高温应用。稿件收到日期：2015—04—20，修改稿收到日期：2015—06—19。3)对穿式激光氧分析仪。利用激光被气体选作者简介：宋之玮(1983一)，男，天津人，2009年毕业于大连理工择性吸收的

7、特性来分析气体中的氧体积分数。传大学控制理论与控制工程专业，获硕士学位，现就职于中国天辰工统的激光氧分析仪为对穿式，激光发射器和接收器程有限公司，从事仪表设计工作，任工程师。第5期宋之玮．探头式激光氧分析仪的应用分析仪对激光穿过被测气体后的3个相邻吸收仪具有以下特点：峰进行窄带宽扫描，分析其高度、相对位置和面积，1)与顺磁氧分析仪相比，为原位测量，无需取样将结果与储存在数据库中的吸收线的物理模型进行管线和复杂的预处理系统，响应速度大幅加快(通常比较，若两组数据相匹配，那么所观察的吸收峰值即小于2s)，节省空间，安装简单，且不受背景气干扰。被

8、测气体的吸收峰，从而确定气体的体积分数。2)与氧化锆氧分析仪相比，为非接触式光学测3探头式激光氧分析仪的结构与特点量，传感器不与介质发生反应，仪表寿命长，校准周期3．1仪表结构达