在线式傅立叶变换红外分析(Fourier Transform Infrared,简称FT-IR)是基于红外吸收原理的广谱分析技术,在一般应用中,其光谱波数范围为900~4200cm⁻¹。光源发射的红外光线经过旋转镜面的迈克尔逊干涉仪被调制形成干涉红外光线,进入样品池后被烟气中的化学组分吸收,最后到达对红外光敏感的检测器。收集到的信号是振幅和时间的函数,经过傅立叶变换处理改为振幅和频率的函数,即样气红外吸收光谱。
在国内,傅立叶变换红外分析应用于烟气排放连续监测已经有十几年的历史,这种方法将取样预处理技术、光谱分析技术和计算机技术完美地结合在一起,使FT-IR技术从实验室走向工业应用。由于它具有许多优点,如湿法分析、多组分监测、低检测限和极高的仪表稳定性,是一般红外分析技术望尘莫及的,特别适合垃圾焚烧发电厂的烟气监测。
FT-IR分析系统由三部分组成:气体取样预处理、傅立叶变换红外分析仪和中央处理单元。取样预处理与常规方法不同之处在于它所有的部件均处于高温180℃状态下工作,并不除去水分。傅立叶变换红外分析仪部件也都是恒温在180℃,主要由光源、样品池、干涉仪和检测器组成。
干涉仪将红外光进行调制后对被分析气体进行扫描,由于样品池的光学通道长达5米(最大可以10米),故使得极佳的信号,被吸收后的光讯号用MCT红外检测器进行检测。检测到的红外光谱信号经过计算机进行傅立叶变换数据模型处理后,与计算机数据库中的标准谱图进行比较,对样气中的成分进行定性和定量分析。
| (1)测量原理 | 傅立叶变换红外吸收 |
| (2)零点漂移 | ≤2%F.S.(24h) |
| (3)量程漂移 | ≤2%F.S.(24h) |
| (4)线性偏差 | ≤2%F.S.(24h) |
| (5)响应时间 | ≤120s |
| (6)防护等级 | IP65 |
| (7)迈克尔逊干涉仪 | 分辨率:4cm⁻¹/8cm⁻¹ 扫描速度:10次/秒 检测器:MCT(帕尔制冷) 红外光源:碳化硅,1550K 分光器材质:BaF₂ 镜面窗口材质:BaF₂ 波长范围:900~4200cm⁻¹ |
| (8)数据接口 | RS-232D型9孔 |
| (9)电源 | 220VAC,50Hz |
| (10)样气室 | 工作温度:180℃ 光程:2.5米/5米/10米 材质:100%黄金镀层 气室反射镜面:固定曲率,黄金镀层 容积:0.4L 接口:Swagelok6mm 密封:Viton.O-rings |
| (11)采样 | 采样泵:180℃恒温膜式泵 采样流量:2~6L/min 尘过滤要求:0.5μm |
| (12)内置数据处理 | A/D转换器:动态范围95dB 信号处理器:32bit浮点DSP 运算速度:120MFLOPS |
| 序号 | 成分 | 单位 | 小量程 | 典型量程 |
| 1 | H₂O | Vol% | 10 | 40 |
| 2 | CO | mg/m³ | 100 | 300 |
| 3 | CO₂ | Vol% | 10 | 20 |
| 4 | N₂O | mg/m³ | 50 | 200 |
| 5 | NO | mg/m³ | 50 | 200 |
| 6 | NO₂ | mg/m³ | 50 | 200 |
| 7 | SO₂ | mg/m³ | 50 | 200 |
| 8 | NH₃ | mg/m³ | 10 | 50 |
| 9 | HCl | mg/m³ | 10 | 100 |
| 10 | HF | mg/m³ | 10 | 20 |
| 11 | CH₄ | mg/m³ | 200 | 300 |
| 12 | TOC | mg/m³ | 可选 | 可选 |
注:表中量程为画册给出的标准配置,实际量程可根据应用需求灵活设置。
采用芬兰GASMET公司原装进口的数据分析软件Calcmet。该软件可以将FTIR分析仪分析出来的原始数据进行快速傅立叶变换计算,将红外吸收光谱信号转换为各个频率上红外光振幅的函数关系,即振幅与频率函数关系。然后与软件内部配备的标准光谱图进行对照,最终得出精确结果。
软件通过内部独特的PLS和Norm算法,将所测量的各个气体组分之间的交叉干扰降低到最低。
同时软件还可以提供光谱的查看、系统报警信息查看、操作记录查看等。
中央处理单元是整套系统核心的采样、分析、控制系统,负责整套系统的采样控制、数据分析以及通讯等工作。中央处理单元运行稳定可靠,可以很好完成各项复杂的控制任务,受到业界一致的好评和认可。
提供多达5个串口、两个网口,可应对不同的应用需求。
配备英特尔高速处理器芯片,高性能配置,满足用户需求。
采用电阻屏,坚固耐用,操作方便,也可以接鼠标键盘操作。
通讯软件CalcmetTrans,作为原装进口软件Calcmet的一个通讯功能扩展软件,可扩展出三个串口独立输出Modbus-RTU从站通讯协议,两个Modbus-TCP服务器通讯协议。同时通过自定义协议,可满足HJ 212-2025以及各地动态管控传输的要求。该软件已经取得软件著作权,使用效果优异。可显示实时曲线和历史曲线,使用方便,可供用户查阅,为生产工艺、工况故障检修提供保障和依据。
数据采集软件,在实际应用中,满足用户使用要求,满足国家环保要求,可显示实时的标干浓度值、折算值、实时排放量、系统状态、报表查询、操作记录查询、报警查询、时报表、日报表、月报表、季报表和年报表等。可显示实时曲线和历史曲线,使用方便,可供用户查阅,为生产工艺、工况故障检修提供保障和依据。