| 技术路线 | 适用气体类型 | 典型量程与精度 |
|---|---|---|
| 非分散红外(NDIR) | CO2、CH4、C2H2、SF6等含碳或极性分子 | 0至100%VOL,精度±0.5%FS |
| 电化学 | O2、H2S、CO、NOx、Cl2等有毒有害气体 | ppm至%VOL级,精度±1.5%FS |
| 光离子化(PID) | C6至C18挥发性有机物(VOCs) | ppb至100ppm,精度±2%读数 |
| 可调谐二极管激光(TDLAS) | H2O、CO、CH4、NH3、HCl等 | 0至5%VOL,精度±1%FS |
| 磁导率/热导 | O2、H2、He、Ar等 | 0至100%VOL,精度±1%FS |
技术路线决定物理边界。NDIR依赖目标分子对特定波长红外光的特征吸收,长期漂移通常控制在0.5%FS/年以内,适用于燃烧控制与碳氢监测。电化学传感器依靠电解液中的氧化还原反应产生微电流,响应时间多在15至30秒,但电解液存在30至36个月的自然消耗周期,需定期更换。PID技术利用真空紫外灯电离VOCs分子,检测下限可达ppb级,适合泄漏检测与车间边界监控,受湿度与高沸点物质干扰显著。TDLAS采用单频激光穿透气室,测量路径可达数米,抗粉尘与高湿能力突出,常用于锅炉烟道或高温烟气在线监测。磁导率与热导原理结构紧凑,多用于工业特种气体纯度校验。
选型需锁定四项关键指标。量程跨度必须匹配实际工况波动,燃烧控制场景O2测量常设于0至5%VOL,环保排放监测SO2量程多设为0至500mg/m³。精度等级直接关联控制逻辑,过程控制仪表通常要求±1.5%FS,实验室级分析需达到±0.5%FS或±0.02mg/m³。响应时间T90是流程切换的关键变量,快速响应型热导仪可达5秒,而需预处理除湿的湿法电化学分析仪往往需要45至60秒达到稳定读数。交叉干扰系数需查阅技术手册,H2S对O2电化学传感器的干扰通常在3%以内,高浓度CO2对NDIR的CH4测量可能产生背景吸收偏移,需配置双光路或背景补偿算法。
实际部署需完成采样系统匹配计算。样气流量通常维持在0.8至1.2L/min,过高流速会冲刷传感器导致读数波动,过低则延长响应延迟。环境温度与压力需折算为标准状态,依据GB/T 16157规定,固定污染源监测需将实测浓度换算至基准含氧量与101.325kPa、273.15K条件下的干基浓度。若样气含尘量超过10mg/m³,必须配置多级过滤与冷凝除湿单元,防止探头堵塞或电解液稀释。防爆区域选型需核对ATEX或IECEx认证等级,本安型设备允许在0区或1区直接安装,隔爆型则需预留检修空间与独立接线腔。对于腐蚀性气体如HCl或HF,测量气室需采用哈氏合金C或聚四氟乙烯内衬,普通316L不锈钢在6个月内可能出现点蚀穿孔。关键是采样管线的伴热温度需设定在样气露点以上5至8℃,防止水分析出造成组分冷凝损失。
探头安装位置决定数据代表性。直插式探头适用于洁净气流,需避开涡流区与冷凝水滴落路径,插入深度通常大于管道直径的0.6倍。抽取式系统需配置反吹阀与自动排水器,防止样气携带冷凝水倒灌。校准周期建议设为90天,使用高纯标气进行零点与跨度校准,跨度气浓度应覆盖量程的70%至80%。NDIR光源寿命可达5年,电化学传感器需每年更换电解腔,PID紫外灯每12个月用无水乙醇擦拭或更换。日常维护需记录基线漂移量,若连续3次校准漂移超过2%FS,应检查采样管路密封性或更换干燥剂。数据接口通常配置4至20mA模拟信号与Modbus RTU数字通信,便于接入DCS或SCADA系统。