烟气（CEMS）在线 TR-9300紫外差分光谱烟气 气体在线分析仪

ZSS-6紫外差分光谱烟气分析仪的原理和特点 

1.1、测量原理

激光气体分析仪是光学仪器，从管道一边的发射单元发射激光到管道直径对边的接收单元。测量技术是基于测量管道里的气体分子对光的吸收。测量原理被称为单线吸收光谱，基于大多数气体在某些波长有光吸收现象。吸收是管道里的气体浓度的直接函数。

通过高频调制二极管激光器的波长，使波长扫描越过选择的吸收线，由于在二极管激光器和探测器之间的光路上特定气体分子的吸收，探测的光强作为激光波长的函数变化。利用此函数的二次谐波信号来测量吸收气体的浓度。因为在特定的波长范围内不存在其它气体的吸收线，所以没有其它气体的交叉干扰。 

    气体分子的碰撞、温度、压力等因素会导致吸收谱线增宽，仪表将采用修正办法自动修正。 

    激光分析仪对特定气体进行浓度测量时，特定气体的分子仅仅指自由分子，它不适用于如下情况，一是特定气体分子与其它分子组合成复合分子，二是特定气体分子附加或溶解在颗粒或雾滴上。当把激光分析仪测量的结果与其它测量方法的测量结果进行比较时，应加以注意。 

2.2 zss-6特点 

   无交叉干扰，非常窄的光谱段内的单吸收线 

2.2.1、zss-6优点 

1. 高温

2. 高粉尘

3. 高水分气体

4. 快速

5. **

6. 稳定测量

zss-6比其它激光分析仪更卓越的性能： 

1. 更高的分辨率；

2. 更高的精度； 

3. 更高的稳定性； 

4. 更低的测量光强需要（高抗光强下降能力）。 

2.2.2、zss-6特征 

1. 连续现场测量 

2. 短的响应时间 

3. 宽过程条件 

4.  高灵敏度和精度 

5. 坚固现场应用设计

6. 容易安装和操作 

7. 极少的维护工作量

8. 极少的标定需要

9. 无运动部件、无周期性消耗件。

2.2.2.1 分辨率提高

   测量信号的A/D转换决定了测量的分辨率（或者说精度），zss-6采用高分辨率A/D转换器，并采用增益自动调整技术，**限度提高了测量分辨率。从而实现了以下三点先进性： 

  （1） 提高了测量精度；

  （2） 实现了特低含量测量

  （3） 实现了低光强情况下的**测量。低光强信号，通常发生在恶劣气体环境（高粉尘、水分），由于光被阻挡而使光强急剧下降，测量信号十分微弱。

2.2.2.2、 模块化设计

   zss-6采用模块化设计，这使得一般故障可在现场通过模块替换，进行维修或维护，而无需返回原厂，极大地节省了维修时间和维修费用。 

2.2.2.3、 结构紧凑坚固 

   zss-6采用紧凑式机构，只由反射和接收两个单元组成。zss-6不采用光纤导光结构（非光纤结构），因为光纤将对激光产生衰减和噪声，导致仪表精度下降、抗光强下降能力降低（也就是抗高粉尘、高水分能力降低）。其它原采用光纤式结构的产品，目前也在开发非光纤产品。 

2.2.2.4、 专利性抗高粉尘插入管（选订） 

   日本富士具有专利性抗高粉尘插入管，采用**动力学原理设计。当插入到管道后，气体可以进入到插入管中，而粉尘无法进入。使得zss-6可以应用在特别高粉尘气体中。此插入管为选订件。 

2.2.2.5、 稳定可靠 

   富士公司是激光气体分析技术的发明人，其在激光气体测量技术领域积累了长达20多年的技术。通过丰富的技术经验，在产品的稳定性和可靠性方面均采用了独特和专利性设计，使得性能稳定可靠。 

2.2.2.6、 服务 

   西安聚能仪器有限公司具丰富的现场应用经验，作为日本富士中国总代理，可以提供快速和专业性的现场服务和培训。 

3、zss-6激光气体分析仪概述 

3.1、概述 

   zss-6由发射和接收单元组成，内部包括分析仪全部的光学、电子、机械等组件。发射单元和接收单元的保护等级为IP66。标准光学视窗可承受压力**为5 bar(**压力)并采用气体（如空气、氮气等）进行在线吹扫。以防止灰尘和其它污染物对光学视窗的污染。 

   激光气体分析仪发射单元和接收单元及基组件

24V直流电直接供给发射单元。来自外部气体温度压力传感器的4-20 mA 输入信号直接联接到发射单元的电缆接头上。由光学探测器监测到的吸收信号经过预放大然后由同轴电缆传送回到发射单元。.电缆把所需电源由发射单元传送到接收单元。发射单元AI盒内包括主要的电子电路。CPU 板负责所有仪表控制和气体浓度的计算。主板上的电子元件主要完成仪表的运行，如二极管激光电流和温度控制和模数信号转换。一个LCD显示屏连续地显示气体浓度，激光束传输强度和仪表状态。 RS-232端口可用于与PC的串行联接。可选件网卡提供经过LAN的TCP/IP通讯，它可代替串行通讯。辅助板提供输出选项，如4-20 mA的电流输出，它用于气体浓度和激光束传输，用于仪表状态控制（警报，错误）的继电器以及气体报警继电器。所有电缆接头都经过防水处理。 

3.2、结构分解 

3.2.1、硬件结构  

激光气体分析仪 由两部分组成：

. 带吹扫发射单元

.  带吹扫接收单元

3.2.2、软件结构 

激光气体分析仪 软件有二个程序组成:

  （1）、一个程序内置在CPU中，负责CPU板的微处理器的运行。该程序执行必须的计算和自监任务。 

  （2）、在标准PC机上运行的基于Window的程序，程序可使PC与仪表在安装，维护和校准过程中进行通讯。该程序只在仪表的安装和校准过程中使用，不能在仪表的正常运行期间使用。

3.3、 zss-6规格指标

¨ 检测范围：0-10PPm

¨ 重复性：1.0%F.S

¨ 线性误差：

¨ 响应时间： 小于1秒

¨ 探测极限：最小0.1ppm，光程在1米时，最小极限0.2ppm

¨ 管道直径：0.5-10米

¨ 量程漂移：

¨ 零点漂移：

¨ 维护周期：推荐6-12月一次（无消耗品需要），通过以太网连接可远程检查仪表。

¨ 标  定：推荐6-12月一次或更长时间，采用标定管标定

¨ 环境温度：－35℃至55℃。

¨ 保护等级：IP66，

4、激光气体分析仪安装 

4.1、zss-6电气总览  

4.2、安装和调整 

4.2.1、组件如下： 

n 发射单元电路和外壳 

n 安装螺母

n 光学视窗

n 适配环

n 调整校准和吹扫单元（DN50法兰） 

n 吹扫气体入口 

n 校验单元入口 

n 接收单元电路和外壳

n 直流电源电缆 

n 接收单元电缆

n LCD 显示

   发射单元和接收单元都应该能够便于操作，应保证一名操作者可以站在发射单元或接收单元前，使用两个标准的扳手来拧紧或拧松M16固定螺母。对接收单元来说，从管道上法兰量起至少1米的活动空间，接收单元应保持外向如下图 

4.2.2、法兰和管道孔径要求

   分析仪要求两个法兰孔在管道直径的两边相对，直径至少50 mm。用于连接的标准法兰为DN50/PN10，内径50 mm外径165 mm。法兰可直接焊接在过程管道上，也可做为连接到过程管道的阀的一部分，后者是为了安全方面的考虑。

    激光分析仪在设计上有一调整机制可以用来倾斜法兰。然而焊接在管道上的法兰开始时应符合图5-2和图5-3中的规范要求。  

   法兰倾斜角开始时应小于1.5°，按图2－3的规范要求。假设的平行线ΑΒ和CD之间的距离应符合表中规范的要求，保证激光束不被遮挡。正确调整和校准之后，由于温度影响或振动而导致的激光束和接收单元中心轴线之间角度的**允许偏移量，应是±0.3°不应对测量有任何影响。

4.3、法兰的吹扫 

    把正压气流通过法兰吹进管道中，通过这一方法来保持仪表窗口的清洁，这种方法可以防止颗粒沉淀在光学视窗上对其造成污染，吹扫气体必须干燥和清洁，建议使用仪表用气体来吹扫。如果无法得到仪表用气体，这时就需要一个独立的吹扫器，对大多数的安装来说，吹扫速率值大约在20 – 50 l/min之间（依过程而定）就足够了； 另外，法兰中吹扫气体的初始速度是管道中气体的1/10。 

    安装完后，吹扫得以优化，空气品质应符合ISO 8573.1, Class 2-3的标准要求。这意谓者小到1微米的颗粒也应去除掉，包括凝结的液态水和油，21°C 时允许的**油颗粒含量0.5 mg/m3（仪表用空气）。注意，对于高温和高压场合下的氧气分析仪，一些测量水的分析仪等，要求用氮气吹扫。

4.4、发射单元和接收单元的吹扫 

    对发射单元和接收单元要求吹扫的应用场合，吹扫气体的方向示意见下图。由于这些单元里有光学镜面，吹扫气体的清洁度应该能够保证，同时有必要再加装过滤设施。注意所谓的“仪表用空气”也可能会含有一些油和水。如果接收单元和发射单元用这样的气体吹扫，即使短时间它们也可能会**损坏。强烈建议使用氮气来吹扫。氮气流不应太高以防止接收和发射单元里压力的增加。建议流速小于0.5 l/min。如果气流受到阻塞，压力在1个小时会超过99.5%。  

4.5、安装前期工程  

在我公司工程师安装调试激光气体现场在线分析仪前，贵公司需配合完成以下工作。

4.5.1、确定安装位置（过程法兰焊接位置） 

    分析仪安装时需在管道上对径方向焊接过程法兰，此焊接位置需位于直管段上气流流动比较稳定的位置。具体确定可根据现场实际情况确定后，经我公司工程师确认。 

4.5.2、焊接过程法兰  

   过程法兰焊接的**度直接关系于分析仪能正常安装，按要求焊接过程法兰是至关重要的.

为了便于仪表维护，推荐在过程法兰和仪表之间安装DN50球阀

4.5.3、氮气吹扫管道安装 

   分析仪工作时需要氮气吹扫仪表和法兰部分，因此需要将氮气源用管道引至分析仪安装位置附近，如下图:  

各管规格如下：

总管：外径Φ32左右的无缝钢管。

分管：外径Φ32左右的无缝钢管。

支管：外径Φ22左右的无缝钢管。

支管至仪表采用标准1/4铜管。

4.5.4、工作台安装

为了能够安装调试和以后维护分析仪，需按下图制做工作台： 

详细信息，请来电面议：张兵

4.5.5、电气安装 

    激光2型已将电子单元（二次表）集成到发射单元内，发射单元共有4个插座和一个以太网口，而仪器接收单元只有一个插座，用于发射接收单元间信号传输。

    发射/接收单元间连接：厂家专配的带有IP66防暴插头的电缆线分别插入发射/接收单元相应插座。

    电源和其它输入输出信号连接：普通多芯信号电缆一端连接至专用的IP66插座的相应端子另一端连接至现场其它设备。

4.5.5.1、插座1（发射/接收单元连接插座）

用途：内部信号传输。

规格：专用连接电缆，仪器标配。 

数量：1条 

连接：发射单元插座1至接收单元插座。 

4.5.5.2、插座2

用途：电源输入和信号输入

1）24VDC电源输入

数量：3对（6条）

电缆规格：Φ0.5mm、6芯屏蔽电缆。

连接至：用户24VDC电源输出端子

2）温度/压力补偿输入

数量：2对（4条）                                 

电缆规格：Φ0.5mm、4芯屏蔽电缆。

连接至：外部温度/压力变送器。

插座2内部接线端子 

4.5.5.3、插座3

用途：信号输出

1）4-20mA测量值信号输出 

数量：3对（6条）

电缆规格：Φ0.5mm、6芯屏蔽电缆

连接至：用户主PLC等。

2）错误/报警继电器输出

数量：3对（6条）

电缆规格：Φ0.5mm、6芯屏蔽电缆

插座3内部接线端子 

4.5.5.4、RS232接口座

用途：与电脑通信。软件调试、设置、下载数据和维护等使用。

数量：2条（1对）

规格：双绞线。

连接点：发射单元附近（悬空）至仪表房或便于长时间使用电脑的场合（悬空）。

如：气体预处理，氧气分析仪,便携式氧气分析仪,防爆型氧分析仪,氧化锆分析仪,露点仪,防爆型露点仪,便携式露点仪,分体式露点仪,氢气分析仪,防爆氢气分析仪,高纯氢气分析仪,红外线分析仪,一氧化碳分析仪,二氧化碳分析仪,氨气分析仪,二氧化硫分析仪,硫化氢分析仪,甲烷分析仪,氩气分析仪，有毒可燃气体报警仪，还有各行业应用到的气体分析系统如电石炉尾气分析系统，水泥厂气体分析系统,焦炉煤气分析系统,水煤气分析系统,煤造气分析系统,半水煤气分析系统,高炉煤气分析系统,转炉煤气分析系统,高炉喷煤分析系统, 合成氨气体分析系统、石油化工分析系统等。 

如果您需要更详细了解相关信息或索取相关资料，欢迎随时与我联系 

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