Сетевой лазерный анализатор кислорода

I. СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ПРОЕКТЕ И АНАЛИЗ ПОТРЕБНОСТЕЙ

1. Предыстория проекта:: В процессе промышленного производства содержание кислорода является ключевым технологическим параметром, его точное измерение имеет большое значение для обеспечения безопасности производства, улучшения качества продукции и оптимизации потребления энергии. Традиционные электрохимические, магнитный кислород и другие методы анализа имеют проблемы медленной реакции, большого обслуживания, уязвимости к помехам и т. Д., Трудно удовлетворить потребности современной промышленности в реальном времени, точном и стабильном мониторинге.Сетевой лазерный анализатор кислородаНа основе настраиваемого полупроводникового лазерного спектра поглощения (ТДЛАС) Технология, с хорошей селективностью, высокой чувствительностью, быстрой реакцией, небольшим количеством обслуживания и другими значительными преимуществами, может широко использоваться в электроэнергетике, нефтехимии, металлургии, охране окружающей среды и других областях газового анализа.

2. Анализ потребностейА.

оИзмерительный компонентКислород (O₂)

одиапазон измеренийА.0-1% О ₂А0-5% О ₂А0-10% О ₂А0-21% О ₂А0-100% О ₂(Выбор или настройка в соответствии с фактическими условиями работы пользователя)

оТочность измеренийА.≤±0,1%ФСили≤±0,05%ФС(По шкале и точности)

оПовторяемостьА.≤±0,05%ФС

оВремя откликаА.Т90 ≤ 5Секунда (в зависимости от времени запаздывания системы обработки проб)

оУсловия отбора газов:: В соответствии с фактической ситуацией на месте, образец газа может содержать пыль, водяной пар, коррозионный газ, высокую температуру и т. Д. Требуется предварительная обработка.

оспособ установки:: Шкаф устанавливается в аналитическом домике или в шкафу управления.

оВывод данныхА.4-20 мАСигнал аналоговой величины (изолированный выход),RS485 и RS232Цифровой сигнал (Modbus РТУПротокол), необязательный интерфейс Ethernet.

офункция сигнализации:: Сигнализация высокой и низкой концентрации, сигнализация о неисправности прибора (выход реле).

оЭкологические требования: Температура окружающей среды:-10℃~+50℃(Хостинг анализатора); Относительная влажность:≤90%RH(Отсутствие конденсации).

оТребования к электроснабжениюА.AC 220V ±10%А,50 ГцА.

II. ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ

Этот анализатор основан на настраиваемой полупроводниковой лазерной абсорбционной спектроскопии (ТДЛАСВ)). Основной принцип заключается в том, что, когда лазер на определенной длине волны проходит через измеренный газ, сила поглощения молекулы газа лазером и концентрация газа удовлетворяют Ламберу-Закон Билла. Регулируя рабочий ток (или температуру) полупроводникового лазера, длина волны его излучения сканируется через определенную спектральную линию поглощения измеренной молекулы газа. Детектор получает пропускающий световой сигнал и после обработки сигнала получает спектр поглощения газа. Анализ спектра поглощения (например, пиковое обнаружение, вторичное гармоническое обнаружение и т.д.) позволяет точно рассчитать концентрацию измеряемого газа.

Лазерные анализаторы кислорода обычно выбирают спектральные линии поглощения молекул кислорода в ближнем инфракрасном диапазоне, такие как760 нмВблизи зоны поглощения. Эта технология имеет следующие характеристики:

·Высокая избирательность:: Абсорбция производится только на определенных спектральных линиях поглощения конкретной молекулы без вмешательства других компонентов газа.

·Высокая чувствительность: ДостижениеppmДажеppbУровень обнаружения (зависит от длины светового пути и технологии обнаружения).

·быстрый ответ:: Без предварительной обработки время отклика может достигать миллисекундного уровня, в сочетании с системой передачи пробного газа и предварительной обработки, все еще может гарантировать секундный ответ.

·Низкий уровень обслуживания:: Лазерный источник света имеет длительный срок службы, структура оптического пути проста, нет необходимости часто заменять расходные материалы.

III. СОСТАВ СИСТЕМЫ

Система лазерного кислородного анализа в режиме онлайн состоит в основном из следующих компонентов:

1. пробный зондА.

опробоотборный зонд:: Установлен в точке отбора проб технологического трубопровода или оборудования для извлечения репрезентативных проб газа из технологического потока. Зонд имеет встроенный фильтр (обычно металлический спекающий фильтр), который предварительно фильтрует большие частицы пыли в газообразном образце. В зависимости от температуры и коррозии образца, выберите подходящий материал (например,316ЛНержавеющая сталь).

оТеплопровод:: Использовать комбинированную трубку с электрическим сопровождением тепла для поддержания температуры пробного газа во время передачи, предотвращения конденсации водяного пара в пробном газе и предотвращения некоторых легко конденсируемых компонентов (например,SO₃Водяной пар) засорение или потеря конденсации в трубопроводе. Температура попутного тепла определяется в зависимости от точки росы образца газа и обычно устанавливается при температуре выше точки росы образца10-20℃А.

2. Система предварительной обработки пробА.

оПервичная фильтрация:: Дальнейшее удаление частиц пыли из пробного газа для защиты последующих элементов предварительной обработки. Можно выбрать циклонный сепаратор или точный фильтр (точность фильтра обычно составляет1-5 мкмВ)).

оХолодильное осушение/сухой:: Если содержание водяного пара в пробном газе выше, необходимо провести осушение. Обычный механизм сжатия Холодный осушитель, охлаждающий образец газа до заданной температуры (например,5℃), разделение конденсации водяного пара, точка росы выходного образца может быть достигнута5℃Ниже приводится информация. По мере необходимости выбираются мембранные сушилки.

оТщательная фильтрация:: Удаление мелких капель и остаточной мелкой пыли, которые могут образовываться после удаления влаги, обычно с точностью фильтра0,1-0,5 мкмА.

оСтабилизация давления:: Контроль давления пробного газа и стабильности потока, поступающих в аналитический блок, с помощью стабилизатора давления и стабилизатора потока (или контроллера потока массы) для обеспечения точности анализа. Обычно они контролируют расход газа.0,5-2 л/минА.

о(необязательно) Химическая обработка:: Если образец содержит компоненты газа, которые мешают поглощению лазером или коррозируют компоненты прибора (например,H₂SАГХлИ так далее, необходимо добавить соответствующие химические фильтры (например, адсорбцию активированного угля, поглощение нейтрализатора и т.д.).

оПеристальтический насос/дренажный клапан:: Для сброса конденсата, образующегося в процессе предварительной обработки.

3. лазерный газоанализаторА.

оЛазерный излучающий модуль: Содержит определенную длину волныДФБПолупроводниковые лазеры, схемы с лазерным приводом и схемы контроля температуры. Лазер управляется высокоточным источником постоянного тока и проходит через полупроводниковый холодильник (ТЭКТочный контроль температуры для обеспечения стабильности длины волны лазера и более узкой ширины линии.

оГазопоглощающий бассейн:: Образец газа течет через абсорбционный бассейн, лазер в абсорбционном бассейне полностью взаимодействует с образцом газа. Абсорбционные бассейны обычно используют многократные отражающие структуры (например,ХерриоттБассейн) для увеличения длины светового пути и повышения чувствительности обнаружения. Материал может быть из нержавеющей стали или стекла с оптическими окнами на обоих концах.

оЛазерный приемный модуль: Содержит фотодетекторы (например,InGaAsФотодиоды) и передние усилительные схемы. Детектор преобразует полученные световые сигналы в электрические сигналы с предварительным усилением.

облок обработки и управления сигналамиВключает высокоскоростные карты сбора данных, встроенные микропроцессоры (или промышленные компьютеры управления) и соответствующее аналитическое программное обеспечение. Выполнение принятых сигналовА/ДПреобразование, фильтрация, усиление по фазе блокировки (если используется гармоническая технология обнаружения) и другая обработка, извлечение информации о поглощении газа и в соответствии с Lamberg-Закон Билла вычисляет концентрацию кислорода. В то же время блок отвечает за мониторинг и управление температурой, давлением, потоком и другими параметрами всей системы, а также за связь с внешним миром.

4. Модуль отображения данных и связиА.

оЧеловеко - машинный интерфейс (HMI):: Обычно для сенсорного экрана, используемого для отображения измеренной концентрации в реальном времени, диаграммы тенденций исторических данных, параметров рабочего состояния прибора, информации о тревоге и т. Д., И может выполнять параметры настройки, калибровочные операции и так далее.

оИнтерфейс вывода данных: Предоставление4-20 мАИмитационный выход,RS485 и RS232Интерфейс цифровой связи, реализация иDCSАПЛКВзаимодействие данных в системах управления.

5. Вспомогательный модульА.

оШкаф:: Для интегрированных анализаторов хостов, модулей предварительной обработки и связанных с ними электрических компонентов для обеспечения защиты.

оМодуль питания: Будетпеременный 220 ВИсточники постоянного тока, необходимые для преобразования в компоненты системы (например,+ 5ВА+ 12 ВА+24ВВ)).

оМодуль вывода напоминаний @ info: whatsthis:: Выполнение выхода реле сигнализации о концентрации и сигнализации о неисправности.

IV. Технические параметры

V. Установка и ввод в эксплуатацию

1. Условия установкиА.

оАналитический домик или место установки должны быть защищены от сильных вибраций, сильных электромагнитных помех, коррозионных газов и пыли.

оОбеспечить хорошую вентиляцию и охлаждение.

оМесто отбора проб должно быть выбрано для равномерного смешивания в технологическом трубопроводе со стабильной скоростью потока, представляющей реальное состояние процесса.

оСопряжённый тепловой трубопровод от пробоотборного зонда до системы предварительной обработки должен быть как можно короче, чтобы уменьшить задержку передачи.

2. Этапы установкиА.

оМонтаж пробоотборного зонда:: Открыть отверстие в трубопроводе в соответствии с технологическими требованиями, сварить фланец, установить пробоотборный зонд прочно, обеспечить герметичность.

оПодключение к сопряжённым теплопроводам:: Подключите выход пробного зонда к входу в сопряжённый трубопровод, а выход сопряжённого трубопровода - к входу в систему предварительной обработки. Обратите внимание на герметичность интерфейса, чтобы предотвратить утечку воздуха.

оКомната анализатора на месте.:: Поместите шкаф анализатора на горизонтальную, устойчивую землю или платформу и закрепите шкаф.

оУстановка системы предварительной обработки:: Если блок предварительной обработки спроектирован модульно, установите его в указанном месте в шкафу и соедините внутренние газопроводы.

оПодключение цепей: Соединениепеременный 220 ВЛиния электропитания (обратите внимание на безопасное заземление), сигнальная линия (4-20 мААРС485Вывод сигнализации и т.д.).

3. Отладка содержимогоА.

оОбнаружение утечки в газовой цепи:: Строгое обнаружение утечки всей системы отбора проб, передачи, предварительной обработки и газопроводов газовой камеры для обеспечения отсутствия утечки.

оЭлектрический контроль:: Проверьте напряжение питания, правильность питания каждого модуля, хорошее заземление.

оНастройки параметров:: Установите прибор через сенсорный экран для измерения диапазона, значения сигнализации, потока образцового газа, температуры сопутствующего тепла и других параметров.

окалибровка нуляВведите проверенный нулевой газ (например, высокочистый азот)N₂Чистота99,999%) Провести калибровку нулевой точки.

оИзмерительная калибровкаСтандартный газ, входящий в известную концентрацию (O₂Метка газа), проведение калибровки диапазона. Количество калибровочных точек определяется в соответствии с требованиями точности, как правило,1 - 2Точка.

оСистемная настройка:: Проверьте, стабилен ли расход, давление и температура пробного газа в заданном диапазоне, наблюдайте, стабильны ли измеренные значения прибора и соответствуют ли они стандартной концентрации газа. Проверьте, является ли выход данных нормальным и является ли функция напоминания надежной.

омоделирование условий:: Там, где это возможно, моделирование фактических условий работы (например, изменения температуры, влажности), наблюдение за характеристиками прибора.

VI. Эксплуатация и техническое обслуживание

1. Ежедневный мониторинг работыА.

оРегулярно проверяйте, находятся ли измерения, показанные анализатором, в разумном диапазоне и нормальная ли тенденция.

оПроверьте, являются ли индикаторы состояния прибора нормальными и есть ли тревожная информация.

оПроверьте расход пробного газа, давление, компоненты блока предварительной обработки (например, перепад давления фильтра, температура хладагента, дренаж) в норме.

оРегистрация эксплуатационных параметров и калибровочных записей приборов.

2. Периодическое обслуживаниеА.

оЕжедневно:: Осмотр, просмотр состояния прибора, сброс конденсата.

окаждую неделю:: Проверьте, засорен ли фильтр фильтра (определяемый с помощью манометра или изменения расхода) и замените его по мере необходимости. Проверьте, работает ли теплопровод нормально.

оежемесячно:: Одноточечная калибровка или калибровка с использованием нулевого газа и измерительного газа для проверки точности прибора. Проверьте, не ослабевает ли соединение с газопроводом.

оЕжеквартально/полгода:: В зависимости от чистоты образца, замените фильтр прецизионного фильтра, адсорбент сушилки (если используется). Проверьте, чисты ли окна фотодетектора и лазерной головки и, при необходимости, аккуратно протрите их безводным этанолом и бумагой объектива.

оЕжегодно:: Полная проверка производительности и калибровка анализатора (многоточечная калибровка). Проверьте фильтр пробоотборника и замените его по мере необходимости. Проверьте сопутствующий тепловой эффект сопряжённых трубопроводов, старение сопровождается своевременной заменой тропиков.

3. Устранение неполадокА.

оНе показывать или не запускать:: Проверьте источник питания, предохранитель, модуль питания.

оНеобычные измерения (высокие)/Низкий/Большие колебания):: проверка нормальности образцового газа (расход, давление, наличие утечки); Проверьте неисправность системы предварительной обработки (засорение фильтра, плохой эффект увлажнения, загрязнение); Проверьте, выравнивается ли световой путь и загрязнено ли окно; Проведение калибровочных проверок; Проверьте вход компонентов помех.

оОтказ связи:: Проверьте соединение линии связи, настройки параметров связи (коэффициент поттера, адрес, контрольный бит), поврежден ли интерфейс связи.

оОшибка напоминания @ info: whatsthis:: Проверьте настройки параметров сигнализации, выходной линии реле, внешнего устройства сигнализации.

4. Запасные части:: Пользователям рекомендуется запастись часто используемыми скоропортящимися элементами и расходными материалами, такими как фильтры различных спецификаций, уплотнительные кольца, осушители, стандартные газы и так далее.

семьЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сетевой лазерный анализатор кислородаПрименениеТДЛАСТехнология, в сочетании с совершенной системой предварительной обработки образцов газа, позволяет осуществлять непрерывный, точный и надежный онлайн - мониторинг содержания кислорода в промышленных процессах. Его высокая избирательность, быстрота реагирования и низкий уровень обслуживания делают его идеальной альтернативой традиционным методам анализа. Благодаря хорошо продуманному системному составу, строгой установке и отладке, а также стандартизированному эксплуатационному обслуживанию, эта техническая схема обеспечивает долгосрочную стабильную работу анализатора, предоставляет пользователям точные данные измерений для удовлетворения потребностей управления производственным процессом и мониторинга безопасности, имеет значительные экономические и социальные выгоды.