- 测量对象：氧气
产品简介
SD-Y5000S EX激光气体在线分析系统（以下简称装置），为连续监测精细化工/石油化工/生物制药/钢铁冶炼/焦炉煤气/新型能源等管道气体含量设计的在线分析仪器，分析仪采用TDLAS技术(可调谐半导体激光光谱吸收技术Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)，为目前的气体测量方法之一，该仪表具有灵敏度高、响应速度快、不受背景气体干扰、非接触式测量等特点，为实时准确地反映各种气体变化提供了可靠参考数据。根据工艺点不同，可选择不同测量参数，监测系统能准确测量样气中的气体含量。该过程分析装置已成功应用于国内多家生产企业以及设备生产厂家，为企业获得了良好的经济效益和社会效益，赢得了用户及生产厂商的好评。
整套装置包括采样、预处理、分析三部分组成，预处理部分采用分级过滤除尘、焦油、涡旋制冷器降温除水，以此来保证分析部分的寿命和测量精度，并将检测到的气体含量以4-20mA的电流信号提供给用户，用于实现系统工艺自动控制。
系统各单元功能
1、预处理采样单元
预处理采样单元是过程分析仪器在线连续可靠运行的关键，本装置预处理采样系统采用特殊结构设计，利用泵吸式抽取取样，精密过滤器、干燥器分级过滤，采样流量计将样气恒流至500mL/min，送至仪表进行浓度分析，保证系统长期稳定可靠的正常工作；经现场长期运行表明，有效的解决了长时间在监测工况环境下被动式过滤累积堵塞，维护工作量大，在线连续运行率低的难题，极大的提高了产品安全性能。
2、分析单元
分析单元是一台防爆型分析仪，采用高性能激光传感器。具有寿命长、灵敏度高、响应速度快，可靠性高、稳定性和选择性好的特点。新型的气路稳流系统：具有技术先进、精度高、响应快、性能稳定、气体分析过程连续等优点。
整套系统装置包括取样单元、预处理单元、分析单元等部分。
技术参数
l 系统型号：SD-Y5000S EX
l 检测气体：氧气
l 采样方式：抽取式
l 传感器类型：激光光谱吸收
l 检测范围：O2：0-21%VOL
l 测量误差：≤±1%F.S
l 分 辨 率：0.1%
l 响应时间：T90≤10S
l 输出信号：4-20mA /RS485
l 通气流量：0.4-0.6L/min
l 环境温度：2℃～40℃
l 温度设定值：1.5℃±0.5℃
l 环境湿度：≤90%RH
l 气路接口：Φ6不锈钢卡套接头
l 防爆等级：激光分析仪（Exd IIC T6 GB）
l 电气单元、防爆接线盒均为（Exd IIC T4 GB）
l
仪器特点
不受背景气体的影响
传统非色散红外光谱吸收技术采用的光源谱带很宽，其谱宽范围内除了被测气体的吸收谱线外，还有很多基他背景气体的吸收谱线。因此，光源发出的光除了被待测气体的多条谱线吸收外还被一些背景气体的吸收，从而导致测量的不准确性。 而半导体激光吸收光谱技术中使用的半导体激光的谱宽小于0.001nm，远小于被测气体一条吸收谱线的谱宽。如测量原理图所示的“单线吸收光谱”数据。 同时在选择该吸收谱线时，就保证在所选吸收谱线频率附近约10倍谱线宽度范围内无测量环境中背景气体组分的吸收谱线，从而避免这些背景气体组分对被测气体的交叉吸收干扰，保证测量的准确性。
不受粉尘干扰
如上图激光气体分析仪通过调制激光器的频率使之周期性地扫描被测气体的吸收谱线，激光频率的扫描范围被设置为大于被测气体吸收谱线的宽度，从而在一次扫描中包含有不被气体吸收谱线衰减的黄绿区（1区）和被气体吸收谱线衰减的红色区（2区）。从1区得到的测量信号包含粉尘和视窗污染的透过率，从2区得到的测量信号除包含粉尘和视窗污染的透过率还包含被气体吸收的光强衰减。因此，通过在一个激光频率扫描周期内对1区和2区的同时测量可以准确获得被气体吸收衰减掉的透光率，从而不受粉尘及视窗污染产生光强衰减对气体测量浓度的影响。
标定周期长
激光气体分析仪的漂移小、稳定性好，一般零漂和量漂满足≤±1%FS/半年，仪器标定周期长，减少了仪器校准的工作量。
l 可调谐激光光谱技术，不受任何背景气干扰。
l 采用多次反射怀特池提供长达10m的测量光程。
l 自动消除环境影响，有温度、压力补偿功能，适应复杂多变的工业环境，减少外部因素对测量结果的干扰。
l 可高达100HZ的测量速度，响应速度极快，适用于需要快速响应的场景。
l 性能稳定、灵敏度高、长期漂移小。
l 使用光学测量技术，具有长久的使用寿命。
测量原理
激光气体分析仪的测量原理是可调谐半导体激光光谱吸收技术Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)，TDLAS于20世纪70年代提出。初期的TDLAS技术只是一种实验室研究用技术，随着半导体激光技术在20世纪80年代的迅速发展，特别是20世纪90年代以来，基于TDLAS技术的现场在线分析仪表已逐渐发展成熟，能够在各种高温、高粉尘、高腐蚀等恶劣的环境下进行现场在线的气体浓度测量。
可调谐半导体激光光谱吸收技术TDLAS本质上是一种光谱吸收技术，通过分析激光被气体分子的选择性吸收来获得气体的浓度。它与传统红外光谱吸收技术的不同之处在于，半导体激光光谱宽度远小于气体吸收谱线的展宽。因此，半导体激光吸收光谱技术是一种高分辨率的光谱吸收技术。系统采用特定波长的激光束穿过被测气体，激光强度的衰减与气体的浓度满足朗伯·比尔定理，因此可以通过检测激光强度的衰减信息分析获得被测气体的浓度。采用半导体激光吸收光谱技术的激光气体分析仪可从原理上抗背景气体的干扰，测量结果可靠性高。
系统整体参数
外形尺寸：1400（H）x 600（W）x350（D）。
分析柜柜体采用1.5mm和2.00mm冷轧钢板。
分析柜有前开门，带视察玻璃。
防护等级：不小于IP65。
表面处理：喷塑，颜色RAL7035或用户指定。
系统描述
系统柜的设计以安全性和可靠性为核心，通过气动采样泵、精密过滤器与干燥器等预处理元件，确保样气在进入分析仪前得到充分处理。采样管路和连接件采用优质耐腐蚀材质，进一步提升了系统的耐用性和稳定性。整体设计满足防爆场合的使用需求，适用于复杂工业环境中的气体浓度监测。（预处理部分根据实际工况而定）
系统柜中除气体分析仪以外的器件均为预处理元件和管阀件，满足了防爆场合使用；
气动采样泵用于微正压或负压样气情况下采样，适用于不同压力工况，确保样气稳定采样。
配置高效专用精密过滤器与干燥器，对样气进行有效处理，去除样气中固体颗粒物、杂质、残留水及干燥；
预处理元件可视透明，采样管路采用Φ6mm无缝不锈钢管，具有优异的耐腐蚀性和机械强度；连接卡套和接头均采用优质耐腐蚀材质，确保密封性和耐久性。
系统安装及使用
电源：交流220V AC（引入仪表机柜位置）;
安装现场无明显振动；通风良好；
气源压缩空气：0.5-0.7Mpa（驱动涡旋冷凝器，压缩气体管引入放置机柜位置，气源6mm管路）；
采样及尾气回收管路：6mm不锈钢硬管引入仪表机柜安装位置；如后期用于DCS的信号连接，选用屏蔽电缆线经3*1.0mm2。
应用领域
应用于精细化工、新型能源、石油化工、生物制药、钢铁冶炼、焦炉煤气等领域进行实时氧气含量监测，针对各种尾气、反应釜、离心机、过程气中的氧气含量检测分析。
