在線激光甲烷濃度測量裝置簡析

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1、在線激光甲烷濃度測量裝置簡析目前在我廠低濃度瓦斯細水霧輸送系統(tǒng)屮瓦斯管道內(nèi)含水量一般比較大，且含有一定量粉塵，在此工況下如何準確測量管道內(nèi)甲烷含量，目前國內(nèi)并沒有很好地解決方法。普通旁路采氣檢測裝置需要配以大型預(yù)處理系統(tǒng)以去除混合器中含有的水分及粉塵，而一般原理的紅外光譜法，難以避免背景氣中與甲烷分子結(jié)構(gòu)類似氣休的影響，而口對水分及粉塵十分敏感，因此效果并不好。目前水霧上所選用的傳感器為原位激光測量裝置，其原理為半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)，不同的氣體分子具冇不同的特征吸收光譜，通過半導(dǎo)體激光器發(fā)射一定頻譜的激光，準確的契合被測氣體的對激光的吸收與反射特性，從而準確測量某一種氣休的含量，并且響應(yīng)時間

2、極快，小于Is,這也是目前國際上較先進的過程分析測量方式，其頻譜表如圖原位激光測量裝置的基本數(shù)學(xué)方程為：IO-It=exp[-k(Z)*C*L]其小，10：發(fā)射單元發(fā)射光強度It:接收單元接收光強度Exp：指數(shù)-k(A)：特定波長(k為特定波長下的常數(shù))C：被測氣體濃度L：測量光程即光通過被測氣體的長度0-60-50-40-20-10-787078807890790079107920790079107920激光譜寬激光譜寬圖1頻譜表激光技術(shù)可以避免氣體交叉干擾，因為激光譜寬非常窄，因此在掃描范圍內(nèi)只有被測氣休的吸收譜線，這就避免了其他氣體的干擾，并且可以避除水分的影響，從而測岀一個相對準確的甲

3、烷值。此種原理也可以應(yīng)用于測量其他氣休上。同時，激光技術(shù)也可以避免粉塵的干擾。如下圖所示。光源傳感器光源傳感器透光率A—A時間——?^r7VIEI區(qū)A:干凈氣體B:帶粉塵氣體A汗凈氣體B:帶粉塵氣體透光率-個掃描周期>時間傳統(tǒng)光譜氣體檢測半導(dǎo)體激光氣體檢測圖2粉塵透光圖示傳統(tǒng)光譜技術(shù)無法修正粉塵影響。只能檢測氣體、粉塵總透光率Tgd,無法分辨岀粉塵透光率Td。而激光測量技術(shù)能檢測區(qū)域I小粉塵透光率Td、區(qū)域II屮氣體總透光率Tgd,因此被測氣體透光率Tg=Tgd/Td,這樣就可以將粉塵的影響降至最低。原位激光測量裝置的具體構(gòu)成如下圖所示。光電傳惑模塊半導(dǎo)體激光器驅(qū)動光i普分析<=分析和控制核

4、塊數(shù)據(jù)采集圖3安裝與控制示意這種安裝與使用方式避免了傳統(tǒng)的氣體取樣與預(yù)處理部分，并且現(xiàn)場原位氣體分析，保證了即時響應(yīng)，避免雜氣干擾，維護工作量小，同時測量機構(gòu)不與氣體物理接觸，避免了核心機構(gòu)的腐蝕與污損。但是其對安裝過程要求很高，需要精確定位，確保對屮性。