原位式激光氧-气体分析仪（点击查看详细参数）
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1.项目背景和工艺要求
根据用户提供的工况信息，该项目需要型原位激光气体分析仪用于检测高炉煤气及焦炉煤气中O2含量。
2.项目方案设计
防爆激光气体分析仪采用原位安装方式，直接安装在工艺管道上，不需要采样预处理系统，可以很好地避免取样系统复杂、取样管路易堵塞、分析滞后等问题，同时具备响应速度快、测量准确等优点，构成一个高性价比的控制解决方案。
3.现场工况
介质 | |
管道直径 | |
安装方式 | 原位安装 |
检测点气体温度 | |
检测点气体压力 | |
气体流速 | |
开孔方式 | |
管道两侧开孔处有无操作平台 | |
管道方向 | |
吹扫氮气源 | |
焦油含量 |
4系统组成
本系统主要由1套激光气体分析仪组成用于检测O2含量。
4.1激光气体分析仪原理
激光气体分析仪基于可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS，Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy），该技术利用半导体激光器窄线宽、可调谐的特性（如图一激光光源频宽为红外分光光源的1/106），对气体分子的单个吸收谱线进行分析。通过调制半导体激光器的工作电流来调制激光频率，使半导体激光器发射的特定波长的激光束在穿过测量管道时，被所测气体选频吸收，发生激光强度衰减，利用锁相放大器对接收端光电探测器探测的光信号进行解调，并结合气体浓度和红外或激光吸收光谱之间存在的Beer-Lambert[1]关系，获得被测气体的浓度。
图一采用TDLAS技术的单线吸收谱线
4.2系统优点
（1）无需采样预处理系统，克服粉尘、焦油等堵塞采样探头问题
（2）不受背景气体交叉干扰 半导体激光器发射的激光谱宽很窄，远小于被测气体单吸收谱线宽度，其波长扫描范围仅包含被测气体的单吸收谱线，不包含其他气体组分的吸收谱线，从原理上避免了背景气体组分对待测气体的交叉吸收干扰。
（3）响应速度快 激光在线气体分析系统实现在线测量和秒级响应，实时反映过程气体浓度，避免了采样预处理滞后带来安全隐患。
（4）测量精度高 系统采用实时在线测量的工作模式，气体信息不易失真，测量值为气体线平均浓度，与采样点取点浓度相比具有更高的测量精度。
（5）抗干扰能力强 半导体激光的波长可通过调节工作电流而被改变，使激光波长既扫描过有气体吸收的区域，也扫描过没有气体吸收的区域。当波长位于吸收区域时可测得包含气体和粉尘在内的总透光率T总，当波长位于无气体吸收区域时可以测得粉尘透光率T粉尘，从而可以准确获得被测气体的透光率T气体 =T总/ T粉尘。使仪表具有在高温、高粉尘、高水分、高腐蚀性、高流速等恶劣测量环境下的良好适应性。
（6）隔爆防爆型式，安全系数高 设备通过国家防爆电器产品质量监督检测中心检测，同时仪器还通过了机械检查、冲击试验、IP实验、温度试验、热剧变实验、外科耐压实验、内部点燃不传爆实验等七项测试，安全系数高。
（7）维护、标定简单 激光在线气体分析系统的年标定次数为传统分析仪的1/4~1/8，维护工作简单到只需擦净光学视窗。
综上所述，激光气体分析仪比非分光红外等传统采样气体分析系统具备更强的环境适应性，并且由于原位式安装省却了采样预处理装置，结构简单、无运动部件，维护标定方便、可靠性高，响应速度快而准确，大大提升了在线过程气体检测的水平。
4.3系统组成
图二 激光气体分析仪安装示意图
激光气体分析仪安装示意图如上，系统主要由发射单元、接收单元、吹扫单元三大部分组成：
发射单元：发射单元由人机界面、激光器驱动模块、中央处理模块，对外接口模块等模块组成，主要实现半导体激光发射、光强与浓度转换处理、人机交互及信号传输等功能。发射单元主要由接口板，系统主板，激光器驱动板，半导体激光器和精密光机器件组成。
接收单元：接收单元由信号处理模块、电源模块等部分组成。主要实现光电转换及信号解调等功能。接收单元主要由光电传感器，前置板，接收板和精密光机器件组成。发射单元与接收单元由一根连接电缆相连。
吹扫单元：当仪器的测量环境比较恶劣时，为保证激光气体分析仪能够长期正常运行，需采用洁净的气体对分析仪的光学视窗进行吹扫，从而避免测量环境中的粉尘或其他污染物对视窗造成严重污染，影响测量结果。吹扫单元主要由减压过滤器、控制阀和转子流量计等组成。主要功能是为正压吹扫、分析仪的光学器件吹扫提供稳定流量的吹扫气。
4.4系统技术指标和工作条件
技术指标 | 量 程 | O2(0-5%) |
响应时间 | ≤2s(可调) | |
光通道长度 | ≤5m | |
线性误差 | ≤±1%FS | |
量程漂移 | ≤±1%FS/半年 | |
标定周期 | ≥半年 | |
输出信号 | 模拟量输出 | 2路O2浓度 4～20mA电流 （隔离、最大负载750Ω） |
模拟量输入 | 2路4～20mA电流 （温度、压力补偿） | |
通讯接口 | RS485 | |
继电器输出 | 3路输出 （继电器规格：24V，1A） | |
工作条件 | 电源 | 24V DC（>20W） |
环境温度 | -20～60℃ | |
吹扫气源 | 氮气0.3～0.8MPa（30-50L/min） | |
安装 | 安装方式 | 原位安装 |
5.供货清单（单套）
编号 | 部件名称 | 组成部件 | 数量 |
1 |
激光气体分析仪 | 发射单元 接收单元 | 1台 |
2 | 吹扫单元 | 1套 | |
3 | 焊接管 | 连接法兰及吹扫内管 | 1套 |
4 | 安装球阀 | 1对 | |
5 | 文件资料 | 1套 | |
6 | 安装配件 | 1套 | |
配件 | 标定单元一套 | 标定管、标定管盖、支架 | 1套 |
吹扫管及接头 | 根据现场情况确定 | ||
6.公用工程和用户提供条件
1) 用户需提供符合我方要求的工况参数表，以利于我公司生产供货。
2) 用户需提供的公用工程见下表（单套）：
准备内容 | 技术指标 | 材料型号 | 起点 | 终点 | 备 注 |
电源电缆 | 24V DC（>20W） | KVV 2*2.5 | 用户电 源模块 | 仪表接 收端 | 长度实际 |
吹扫气源
| 洁净氮气源 0.3～0.8MPa | G1/2 镀锌钢管 | 氮气 气源 | 靠近 仪表 | 预留G1/2内螺纹球阀 |
信号输入 /输出电缆 | 模拟量/ 数字量/ 继电器信号 传输 | KVVP xx*1.0 外径20mm | 用户控 制室信 号柜 | 仪表发射端 | 输入信号：温度和压力补偿模拟量信号,视客户需求而定。 输出信号： 4～20mA电流，RS485，继电器输出，根据客户需求。 |
安装地点 | 双方商议确定 | ||||
安装维护平台 | 在架空管道等其他不便安装和维护的场合，需要加装安装维护平台，视现场实际情况而定 | ||||
7.质保及售后服务
我公司为客户提供技术咨询、方案设计、技术交流、产品制造、系统集成、现场勘察、工程实施、技术培训、服务热线、故障处理、回访、巡检等全过程、全方位、全系列的服务。
质保内容如下：
（1） 产品的质量保证期为开车投运后12个月。
（2） 售后服务内容包：保修期内产品维修、技术支持及常规现场服务。
（3） 我方提供的售后服务满足12小时内响应，48小时内到达现场。
（4） 产品质量问题：
1） 在设备安装调试期间，设备出现自身质量问题，我方承诺免费及时更换。2）设备投运后，在质量保证期内且符合保修范围，我方将提供免费售后服务。3）超过保修期或者保修期内发生如下故障，我方提供有偿售后服务。
8．案例展示
安装地点：某特钢焦化厂煤气柜前
安装地点：某焦化厂电捕焦风机后
安装地点：某生物能源技术有限公司电捕焦风机前
安装地点：某钢铁焦化厂电捕焦风机后
安装地点：某钢铁厂RH炉气分析
9.产品展示
