一、概述

　　woguomuqianzhuyaocaiyongdianbujiaoyouqibujimeiqizhongdejiaoyouwu。dianbujiaoyouqishiliyonggaoyajingdianzuoyongxiachanshengzhengfuji，shimeiqizhongdejiaoyouwuzaisuimeiqitongguodianbujiaoyouqishi，youyushoudaogaoyadianchangdezuoyongbeibujixialai。youyumeiqiyiranyibao，ruguomeiqizhonghunyouyangqi，dangmeiqiyuyangqidehunhebilidadaobaozhajixianshijiuhuifashengbaozha。yinciyanghanliangdekongzhizhiguanzhongyao。

　　而對O2濃度的在線檢測主要采用傳統的抽取式氣體分析儀。這一技術對氣體潔淨度的要求十分苛刻
，而氣體檢測采樣過程當中的粉塵、焦油和液滴等其它雜質，很容易汙染分析儀內部元器件，造成采樣分析錯誤。在實際應用中,

　　需要通過蒸汽引射探頭取樣
、多級除塵、除硫、除萘、除焦油
、除酸霧、除水等

、增壓穩壓、穩流、快速回路、伴熱保溫等樣品處理方式來完成氣體潔淨度的要求
，確保所使用的磁氧分析儀能夠準確分析及長期使用。

　　由you此ci可ke見jian，抽chou取qu式shi氣qi體ti分fen析xi儀yi完wan全quan依yi賴lai於yu氣qi體ti的de采cai樣yang和he預yu處chu理li係xi統tong。如ru果guo一yi旦dan氣qi體ti的de采cai樣yang和he預yu處chu理li達da不bu到dao分fen析xi儀yi的de要yao求qiu，儀yi器qi就jiu會hui處chu於yu癱tan瘓huan狀zhuang態tai，同tong時shi要yao求qiu的de日ri常chang維wei護hu工gong作zuo量liang與yu維wei護hu的de投tou入ru較jiao大da。整zheng個ge分fen析xi過guo程cheng的de采cai樣yang管guan線xian及ji預yu處chu理li和he分fen析xi儀yi之zhi間jian距ju離li較jiao長chang，導dao致zhi係xi統tong響xiang應ying時shi間jian長chang
，分fen析xi反fan應ying遲chi滯zhi,不能很好地滿足工業過程實時控製的要求。

　　二、激光氣體分析儀測量原理及SITRANS SL型(xing)激(ji)光(guang)分(fen)析(xi)儀(yi)的(de)特(te)點(dian)由(you)於(yu)各(ge)物(wu)質(zhi)分(fen)子(zi)內(nei)部(bu)結(jie)構(gou)不(bu)同(tong)

，分(fen)子(zi)的(de)能(neng)級(ji)也(ye)千(qian)差(cha)萬(wan)別(bie)，各(ge)能(neng)級(ji)之(zhi)間(jian)的(de)間(jian)隔(ge)也(ye)互(hu)不(bu)相(xiang)同(tong)，這(zhe)樣(yang)就(jiu)決(jue)定(ding)了(le)它(ta)們(men)選(xuan)擇(ze)性(xing)地(di)吸(xi)收(shou)不(bu)同(tong)波(bo)長(chang)的(de)光(guang)線(xian)。激(ji)光(guang)分(fen)析(xi)儀(yi)正(zheng)是(shi)依(yi)據(ju)分(fen)子(zi)的(de)特(te)征(zheng)吸(xi)收(shou)譜(pu)，以(yi)比(bi)爾(er)-蘭姆波特定律為理論基礎
，充分發揮激光的單色性、方fang向xiang性xing與yu高gao亮liang度du等deng特te性xing
，實shi現xian對dui某mou種zhong特te定ding氣qi體ti進jin行xing濃nong度du分fen析xi。如ru果guo已yi知zhi某mou種zhong氣qi體ti成cheng分fen的de特te征zheng吸xi收shou波bo長chang和he吸xi收shou常chang數shu
，利li用yong激ji光guang光guang源yuan的de強qiang單dan色se性xing，使shi波bo長chang正zheng好hao等deng於yu該gai成cheng分fen吸xi收shou波bo長chang的de光guang透tou過guo氣qi體ti

，檢jian測ce並bing分fen析xi得de光guang的de吸xi收shou強qiang度du，結jie合he激ji光guang在zai氣qi體ti中zhong的de傳chuan播bo路lu徑jing，就jiu可ke以yi得de到dao待dai測ce成cheng分fen的de濃nong度du。測ce量liang原yuan理li示shi意yi如ru圖tu1所示

　　與傳統氣體分析儀相比較
，西門子公司的SITRANS SL型激光氣體分析儀具有如下優點:

　　(1)為了提高測量靈敏性，減少其它氣體分子的幹擾,儀器采用了波長調製技術：將激光束的波長調節成被測氣體分子所吸收的特定波長, 其它氣體分子對激光束不再產生吸收，解決了背景氣體的交叉幹擾問題。

　　(2) “二次諧波處理”方法和“自動增益控製”技ji術shu專zhuan用yong於yu濾lv除chu粉fen塵chen影ying響xiang及ji粉fen塵chen動dong態tai變bian化hua的de情qing況kuang。激ji光guang分fen析xi儀yi接jie收shou到dao的de信xin號hao弱ruo於yu發fa射she信xin號hao的de強qiang度du
，這zhe是shi粉fen塵chen阻zu擋dang與yu氣qi體ti吸xi收shou共gong同tong作zuo用yong的de結jie果guo。粉fen塵chen對dui信xin號hao的de影ying響xiang是shi遮zhe擋dang，信xin號hao強qiang度du在zai整zheng個ge頻pin譜pu範fan圍wei內nei均jun有you減jian弱ruo，而er氣qi體ti分fen子zi是shi有you選xuan擇ze性xing地di吸xi收shou，可ke以yi理li解jie為wei是shi某mou個ge頻pin率lv的de函han數shu。“二次諧波處理”shijiangxinhaoyishuxuejishudefangshizhankai，zhizhenduizhankaishideercixieboxinhaojinxingfenxi，zheyangjiukeyiquebaoxiaochufenchendengganraoxinhao，jiangfenchendengyingxiangwanquanquchu。“自動增益控製”是shi一yi項xiang智zhi能neng控kong製zhi技ji術shu，根gen據ju接jie收shou到dao的de信xin號hao強qiang度du自zi動dong調tiao節jie增zeng益yi值zhi，特te別bie是shi當dang粉fen塵chen含han量liang動dong態tai變bian化hua時shi
，縱zong然ran原yuan始shi接jie收shou信xin號hao的de幅fu度du變bian化hua劇ju烈lie，經jing自zi動dong增zeng益yi處chu理li後hou，總zong能neng限xian製zhi在zai某mou一yi適shi當dang的de幅fu度du範fan圍wei，既ji不bu過guo於yu微wei弱ruo，也ye不bu會hui產chan生sheng飽bao和he失shi真zhen的de狀zhuang況kuang。正zheng是shi由you於yu采cai用yong“二次諧波處理”技術，不會因為信號經“自動增益控製”調控幅度而影響分析的準確性，兩者相輔相成。

　　(3)分fen析xi儀yi器qi自zi帶dai自zi動dong標biao定ding的de功gong能neng。通tong過guo在zai光guang路lu上shang增zeng加jia氧yang同tong位wei素su模mo塊kuai，使shi得de儀yi器qi在zai每mei個ge分fen析xi周zhou期qi都dou可ke以yi使shi用yong同tong位wei素su的de頻pin譜pu進jin行xing自zi我wo標biao定ding，確que保bao儀yi器qi的de零ling點dian和he量liang程cheng沒mei有you漂piao移yi，具ju備bei長chang期qi運yun行xing穩wen定ding性xing。

　　(4)具有無需采樣預處理係統
、現場安裝測量

、測量精度高、響應速度快等優點。

　　(5)激光分析儀具備ATEX II 2G Ex de op is IIC T6 / II 2 D Ex tD A21 IP65 T85 ?C認證適用於更多的危險環境應用

　　三、激光氣體分析儀的應用：

　　為(wei)了(le)能(neng)夠(gou)使(shi)激(ji)光(guang)氣(qi)體(ti)分(fen)析(xi)儀(yi)準(zhun)確(que)而(er)又(you)有(you)效(xiao)的(de)應(ying)用(yong)於(yu)電(dian)捕(bu)焦(jiao)油(you)器(qi)出(chu)口(kou)的(de)氧(yang)含(han)量(liang)檢(jian)測(ce)這(zhe)一(yi)特(te)殊(shu)情(qing)況(kuang)，基(ji)於(yu)激(ji)光(guang)氣(qi)體(ti)分(fen)析(xi)儀(yi)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)及(ji)八(ba)一(yi)鋼(gang)鐵(tie)的(de)現(xian)狀(zhuang)
，我(wo)們(men)選(xuan)擇(ze)了(le)SIEMENS SITRANS SL激光分析儀及與其配套的安裝吹掃方式。

　　1、激光氣體分析儀主要由帶吹掃單元的發射裝置、帶吹掃單元的接收裝置及處理單元構成工作原理
，如圖2所顯示。

　　其原理是：發射裝置和接受裝置通過法蘭安裝在現場的氣體管道的兩側,發射裝置發出的紅外激光發射到氣體管道另一側的接收裝置上,由於管道內被測氣體分子對激光束進行單線光譜吸收,導(dao)致(zhi)激(ji)光(guang)某(mou)一(yi)吸(xi)收(shou)譜(pu)線(xian)的(de)光(guang)能(neng)量(liang)發(fa)生(sheng)改(gai)變(bian)，光(guang)能(neng)量(liang)變(bian)化(hua)情(qing)況(kuang)與(yu)被(bei)測(ce)氣(qi)體(ti)含(han)量(liang)成(cheng)對(dui)應(ying)關(guan)係(xi)
，通(tong)過(guo)檢(jian)測(ce)光(guang)能(neng)量(liang)變(bian)化(hua)情(qing)況(kuang)就(jiu)可(ke)以(yi)得(de)出(chu)被(bei)測(ce)氣(qi)體(ti)的(de)濃(nong)度(du)。

　　2、現場使用情況

　　如圖3所示，我們優化了安裝方式
，通過特製的一體化的吹掃管光程係統，避免了焦油、粉塵對光窗的汙染，保證了儀器的長期穩定運行。通過特製的吹掃氣控製係統
，確保了吹掃氣的可選擇範圍更大，對吹掃氣的質量、流量及壓力做到更穩定的控製。

　　3、主要特點

　　(1)原位安裝，無需樣品維護的成本及不確定性；

　　(2)實時測量分析，響應時間快，不存在滯後時間，確保用戶設備的使用安全；

　　(3)吹掃氣的吹掃，確保工藝中的水分

、粉塵、焦油等有害物質汙染光窗
；

　　(4)測量靈敏性高，受其它氣體分子的交叉幹擾小；

　　(5)采用二次諧波技術，防止粉塵對測量的幹擾
；

　　(6)緊湊型的設計
，確保其穩固耐用；

　　(7)內置參比池的設計，可自動標定，確保其測量穩定
；

　　(8)自動增益控製
，做到了動態煙塵補償，避免了因工藝粉塵變化影響透光率。

　　四、結論

　　改進安裝及吹掃結構後的激光氣體分析儀在保留其相較於傳統分析儀的各項優點的前提下,以滿足實際需求為目的,不僅解決了我廠對電捕焦油器後中O2含量這一關鍵工藝監控點的實時監控問題,也為同行業的相關應用提供了一種可行性的實踐範例,具有重要的現實意義和理論依據。