微型光纖光譜儀可用于檢測廢氣超低排放

我國大氣污染空前嚴(yán)重，引起社會(huì)各界廣泛重視，相關(guān)政策也紛紛出臺(tái)。燃煤電廠或鍋爐素來是污染大戶，自然受到國家環(huán)保政策的格外關(guān)注。2014年9月12日，國家發(fā)改委、國家環(huán)保部、國家能源局聯(lián)合發(fā)文“關(guān)于印發(fā)《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃(2014—2020年)》的通知”中要求，穩(wěn)步推進(jìn)東部地區(qū)現(xiàn)役30萬千瓦及以上公用燃煤發(fā)電機(jī)組和有條件的30萬千瓦以下公用燃煤發(fā)電機(jī)組實(shí)施大氣污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值的環(huán)保改造。燃煤發(fā)電機(jī)組大氣污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值(即在基準(zhǔn)氧含量6%條件下,煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50毫克/立方米。

為達(dá)到上述排放標(biāo)準(zhǔn)，大量企業(yè)的廢氣處理設(shè)備需要改造，相應(yīng)的監(jiān)測設(shè)備也要升級(jí)。已有的工程經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室反復(fù)測試表明，由于水分、低濃度氣體組分交叉干擾、儀器線性等多重因素影響，基于單點(diǎn)探測器的非分散紅外分析儀表存在零點(diǎn)和量程飄逸打、環(huán)境適應(yīng)性差能難題，尤其是在二氧化硫、氮氧化物低于50毫克/立方米時(shí)，測試精度出現(xiàn)較大偏差，遠(yuǎn)不如基于紫外可見光譜的差分吸收光譜分析技術(shù)（DOAS）可靠。

差分吸收光譜方法（differential optical　absorption　spectroscopy，DOAS）最早由德國Heidelberg大學(xué)環(huán)境物理研究所的Platt提出，其基本原理就是利用空氣中的氣體分子的窄帶吸收特性來鑒別氣體成分,并根據(jù)窄帶吸收強(qiáng)度來推演出微量氣體的濃度。DOAS可用于城市、地下通道、工業(yè)礦區(qū)的有害氣體的監(jiān)測。該方法具有原理和結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn)。尤其重要的是，該技術(shù)通過濾波手段，可有效排除顆粒物和水汽對(duì)測量的影響，這對(duì)于煙氣排放監(jiān)測很有幫助。國內(nèi)外很多機(jī)構(gòu)開展了基于DOAS技術(shù)的超低排放監(jiān)測設(shè)備研制。DOAS技術(shù)的硬件核心是紫外可見光譜儀，海洋光學(xué)的光譜儀產(chǎn)品在該領(lǐng)域有大量應(yīng)用案例，至今德國Heidelberg大學(xué)環(huán)境物理研究所仍在大量使用海洋光學(xué)USB系列光譜儀，用于對(duì)流層鹵素物、火山排放、極地大氣化學(xué)和工業(yè)排放等領(lǐng)域的研究。在國內(nèi)，很多知名企業(yè)也在積極進(jìn)入該領(lǐng)域，并取得不錯(cuò)的效果。
 

基于光譜的煙氣檢測對(duì)光譜儀的性能要求比較高，海洋光學(xué)的USB2000+光譜儀在工業(yè)界廣受歡迎，這與該光譜儀高性價(jià)比的優(yōu)勢是分不開的。USB2000+由一個(gè)強(qiáng)大的2-MHz模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器、可編程模塊，一個(gè)2048像素CCD陣列探測器以及一個(gè)高速USB2.0接口組成。它不僅是我們目前性價(jià)比最好的光譜儀，更提供了高達(dá)0.35nm的分辨率（FWHM）。當(dāng)USB2000+光譜儀通過USB2.0的接口與計(jì)算機(jī)連接后，用戶可以每毫秒截取并儲(chǔ)存一幅完整的光譜圖像至內(nèi)存中（即每秒1,000幅光譜圖像）。這款備受歡迎的光譜儀可以作個(gè)性化配置，靈活性極強(qiáng)，并且所占空間很小，能夠完成多種形式的測量。用戶可以從多種多樣的光譜儀配件和采樣附件中進(jìn)行選擇，打造自己獨(dú)有的光譜測量系統(tǒng)。下圖為USB2000+實(shí)物圖片。
 

概括起來講，該款光譜儀的主要優(yōu)點(diǎn)包括：

• 模塊 -- 覆蓋200-1100納米范圍，并可與光源、比色皿及其他附件相連接
• 方便 -- 非常適于嵌入到OEM設(shè)備中
• 便攜 –可以在野外使用
• 兼容 — 觸發(fā)功能可以使光譜儀與其他設(shè)備同步

基于海洋光學(xué)微型光纖光譜儀檢測二氧化硫和氮氧化物，具有零點(diǎn)和量程漂移小，抗干擾能力強(qiáng)，測量準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合強(qiáng)大的軟件二次開發(fā)能力，海洋光學(xué)可以提供集成度高、穩(wěn)定性好的核心功能模塊和技術(shù)服務(wù)，進(jìn)而為有監(jiān)測需求的用戶提供強(qiáng)有力的幫助，助力中國污染治理事業(yè)。