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1、环境空气与大气污染检测技术本讲稿第一页，共十三页电子信息工程教研室信息采集技术（2 2）气体状态污染物）气体状态污染物 以以分子状态分子状态存在的污染物。存在的污染物。含硫化合物、含氮化合物、碳的氧化物、有机化合物、含硫化合物、含氮化合物、碳的氧化物、有机化合物、卤素化合物。卤素化合物。10.1.1 10.1.1 大气污染监测系统大气污染监测系统组成：组成：1.1.采样装置、采样装置、2.2.监测仪器、监测仪器、3.3.数据传输系统、数据传输系统、4.4.数据处理系统。数据处理系统。10.210.2大气污染指标监测大气污染指标监测10.2.1 10.2.1 二氧化硫二氧化硫 SO SO2 2是
2、主要大气污染物之一。是主要大气污染物之一。1 1、测定方法及原理、测定方法及原理溶液电导率法、紫外荧光法、红外线吸收法、溶液电导率法、紫外荧光法、红外线吸收法、库化滴定法、火焰光度法。库化滴定法、火焰光度法。本讲稿第二页，共十三页电子信息工程教研室信息采集技术10.3.2在线烟道气分析系统在线烟道气分析系统ZE-CEM2000固定污染源排放烟气连续监测系统固定污染源排放烟气连续监测系统是是环境监测仪器系列产品之一。环境监测仪器系列产品之一。本讲稿第三页，共十三页电子信息工程教研室信息采集技术 该系统运用先进的外置式该系统运用先进的外置式大比例稀释技术大比例稀释技术采样、采样、紫外荧光法测紫外荧
3、光法测SO2SO2浓度、化学发光法测浓度、化学发光法测NOXNOX浓度、激光后向散射法测量烟尘浓度、多点皮托浓度、激光后向散射法测量烟尘浓度、多点皮托管技术测量流量管技术测量流量，从而实现对烟气排放浓度和排放总量的连续监测，现场，从而实现对烟气排放浓度和排放总量的连续监测，现场数据实时传送、远程故障诊断，强大的报表统计和图形数据分析功能，实数据实时传送、远程故障诊断，强大的报表统计和图形数据分析功能，实现工作现场的无人值守。现工作现场的无人值守。整套系统结构简单，测量精度高，动态范围广，实时性强，运行可整套系统结构简单，测量精度高，动态范围广，实时性强，运行可靠，组网灵活，运行成本低。系统采用
4、模块化结构，升级方便。靠，组网灵活，运行成本低。系统采用模块化结构，升级方便。组成：组成：1 1、稀释采样器、稀释采样器本讲稿第四页，共十三页电子信息工程教研室信息采集技术本讲稿第五页，共十三页电子信息工程教研室信息采集技术稀释采样器由组合式烟尘过滤器、声速孔、电子真空监测器、稀释采样器由组合式烟尘过滤器、声速孔、电子真空监测器、稀释混合器以及烟气自压流动循环系统等部分组成。它利用纯稀释混合器以及烟气自压流动循环系统等部分组成。它利用纯净、干燥的空气在烟气入口处按精确的大比例进行稀释，可以净、干燥的空气在烟气入口处按精确的大比例进行稀释，可以直接通过常温管道输送到分析仪进行污染物浓度分析。直接
5、通过常温管道输送到分析仪进行污染物浓度分析。特点：特点：1 1稀释空气送入采样器后与烟气混合稀释，稀释后的稀释空气送入采样器后与烟气混合稀释，稀释后的 样气从采样器输出；样气从采样器输出；2 2样气正压传送，消除了管道微泄引起烟气二次稀释样气正压传送，消除了管道微泄引起烟气二次稀释 造成的测量误差；造成的测量误差；3 3样气的露点温度可达样气的露点温度可达-40-20-40-20，使用时传输管道，使用时传输管道 中的样气不发生水汽凝结；中的样气不发生水汽凝结；4 4采用先进的恒温技术和压力实时计算修采用先进的恒温技术和压力实时计算修 正相结合的方法，消除烟气温度、压力变化正相结合的方法，消除烟
6、气温度、压力变化 造成的测量误差。造成的测量误差。本讲稿第六页，共十三页电子信息工程教研室信息采集技术2 2、烟气测量系统、烟气测量系统烟气参数主要包括烟气参数主要包括烟气流量、烟气流量、压力、温度、氧量、湿度压力、温度、氧量、湿度等。等。烟气参数测量子系统包括测量烟气参数测量子系统包括测量和信号调理两大功能。和信号调理两大功能。对烟气对烟气流速流速的测量使用的测量使用S型皮型皮托管托管。流速测量的微压差计采用天津流速测量的微压差计采用天津SETRA公司的公司的264型微差型微差压传感器。压传感器。该子系统中设有两个绝对该子系统中设有两个绝对压力压力传感器，一个用于监测烟气压传感器，一个用于监
7、测烟气压力，另一个用于监测稀释采样器内的真空度，均采力，另一个用于监测稀释采样器内的真空度，均采用用Honeywell的的142PC15A型绝对压力传感器。型绝对压力传感器。该子系统还留有该子系统还留有5路路16bitA/D模拟信号输入通模拟信号输入通道，可用于采集烟尘监测仪、氧分析仪，烟气湿道，可用于采集烟尘监测仪、氧分析仪，烟气湿度等传感器信号。度等传感器信号。本讲稿第七页，共十三页电子信息工程教研室信息采集技术3 3、烟尘监测仪、烟尘监测仪 采用激光散射原理，将一采用激光散射原理，将一经过调制的激光束投射入烟经过调制的激光束投射入烟道道/烟囱，激光束与烟尘颗烟囱，激光束与烟尘颗粒相互作用
8、产生散射粒相互作用产生散射,散射散射光的强弱与烟尘的散射截面光的强弱与烟尘的散射截面成正比，当烟尘浓度升高时成正比，当烟尘浓度升高时烟尘的散射截面增大，散射烟尘的散射截面增大，散射光增强，通过测量散射光的强弱，可以光增强，通过测量散射光的强弱，可以得到烟尘中烟尘颗粒物的浓度。得到烟尘中烟尘颗粒物的浓度。DM201DM201采用光纤将烟尘的后向散射光导入到精采用光纤将烟尘的后向散射光导入到精密光电探测器，通过信号处理板进行处密光电探测器，通过信号处理板进行处理，最后转化成烟尘浓度信号。理，最后转化成烟尘浓度信号。本讲稿第八页，共十三页电子信息工程教研室信息采集技术特点：特点：1.1.采用非对称光
9、路结构采用非对称光路结构，发射轴与接收轴之间有一小的夹角，使入射光照，发射轴与接收轴之间有一小的夹角，使入射光照射到烟囱（烟道）对面的光斑不在接收望远镜的视场内，无需射到烟囱（烟道）对面的光斑不在接收望远镜的视场内，无需“光陷光陷”即可即可达到排除反射干扰的目的。达到排除反射干扰的目的。2.2.双光路结构，一路探测烟尘散射信号、一路探测镜头污染信号，自动修双光路结构，一路探测烟尘散射信号、一路探测镜头污染信号，自动修正镜头污染，保证测量结果的准确性。当镜头污染超过门限时，提供报警正镜头污染，保证测量结果的准确性。当镜头污染超过门限时，提供报警信号。信号。3.3.整体无运动部件，电子器件集成度高
10、，整体无运动部件，电子器件集成度高，可靠性高，可长期稳定工作可靠性高，可长期稳定工作。4.4.单端安装，无需现场对中较直。安装方便、维护工作量小。单端安装，无需现场对中较直。安装方便、维护工作量小。5.5.采用自动增益，灵敏度高，动态测量范围大，既可用于低浓度烟尘测采用自动增益，灵敏度高，动态测量范围大，既可用于低浓度烟尘测量，也可用于高浓度烟尘测量。量，也可用于高浓度烟尘测量。6.6.采用光源调制技术，测量不受背景杂散光干扰；采用光源调制技术，测量不受背景杂散光干扰；7.7.在控制端通过软件修改系统参数设置，不必对仪器硬件在控制端通过软件修改系统参数设置，不必对仪器硬件进行操作，维护大为方便
11、。进行操作，维护大为方便。8 8 配有零标、跨标、满刻度校正装置，保证数据可靠。配有零标、跨标、满刻度校正装置，保证数据可靠。本讲稿第九页，共十三页电子信息工程教研室信息采集技术4 4、烟气分析仪、烟气分析仪 （紫外荧光监测仪）（紫外荧光监测仪）紫外荧光法测量烟气中紫外荧光法测量烟气中SOSO2 2气体浓度。气体浓度。烟气在烟气在190nm190nm230nm230nm的紫外光的紫外光照射下，其中的照射下，其中的SOSO2 2 分子受激生成激发态的分子受激生成激发态的SOSO2 2，激发态，激发态SOSO2 2 分分子返回基态时发出荧光，而且荧光光强与烟气中的子返回基态时发出荧光，而且荧光光强
12、与烟气中的SOSO2 2浓度成正浓度成正比。所以通过测量荧光光强就可以得到的比。所以通过测量荧光光强就可以得到的SOSO2 2浓度值。浓度值。紫外荧光法探测紫外荧光法探测灵敏度极高灵敏度极高，可，可探测到探测到ppbppb级级的低浓度二氧化硫的低浓度二氧化硫，而且，而且动态范围和线性度动态范围和线性度也较也较好好。紫外荧光法也是美国国家环保局指定的二氧化硫紫外荧光法也是美国国家环保局指定的二氧化硫等效参考测量方法。等效参考测量方法。ppbppb(partperbillion)10亿分之亿分之.本讲稿第十页，共十三页电子信息工程教研室信息采集技术5、零空气发生器、零空气发生器零空气发生器的主要功
13、能是通过过滤、吸附再生等多种方式去除压缩空零空气发生器的主要功能是通过过滤、吸附再生等多种方式去除压缩空气中的水分、油雾、气中的水分、油雾、颗粒杂质及颗粒杂质及SO2、NOx、CO、CO2等，为系统提等，为系统提供几乎去除了所有杂质的干燥、纯净压缩空气作为稀释空气和定标零空供几乎去除了所有杂质的干燥、纯净压缩空气作为稀释空气和定标零空气。气。本讲稿第十一页，共十三页电子信息工程教研室信息采集技术6 6、数据采集、数据采集/控制器控制器 是一种以通用工业控制计算机为平台，具有可扩展硬件结是一种以通用工业控制计算机为平台，具有可扩展硬件结构、高性能应用软件的数据采集构、高性能应用软件的数据采集/控
14、制系统。通过控制系统。通过“电缆电缆”、“电电话话”或或“无线无线”等方式与监测中心站配合使用。等方式与监测中心站配合使用。数据采集数据采集/控制器可提供数据采集、处理、存储、查询、控控制器可提供数据采集、处理、存储、查询、控制外部仪器动作等诸多功能，用户可随时对系统参数进行设定制外部仪器动作等诸多功能，用户可随时对系统参数进行设定以适应不同的监测要求。可扩展硬件结构、高性能应用软件支以适应不同的监测要求。可扩展硬件结构、高性能应用软件支持。持。本讲稿第十二页，共十三页电子信息工程教研室信息采集技术7 7、监控中心、监控中心实时数据：显示实时数据和系统运行时各部实时数据：显示实时数据和系统运行时各部分的运行状况。分的运行状况。历史数据：图形或表格方式显示各测量数据。历史数据：图形或表格方式显示各测量数据。数据下载：下载过往的历史数据。数据下载：下载过往的历史数据。数据报表打印：形成日数据、月数据报表。数据报表打印：形成日数据、月数据报表。本讲稿第十三页，共十三页