资料下载 介绍LDS6激光气体分析仪整套系统 阅读：831 发布时间：2012-7-15 提 供 商 上海湘乾仪器仪表有限公司 资料大小 1.3MB 资料图片 查看 下载次数 471次 资料类型 PDF 文件 浏览次数 831次 免费下载 点击下载 发动机测试平台氨逃逸测量系统技术文件LDS6激光气体分析仪技术协议2012发动机测试平台氨逃逸测量系统技术文件1目录一．总说明二．供货范围三．标准和规范四．基础设计数据五．分析系统性能及配置六．公用工程消耗七．备品备件八．质量保证与技术服务九．文件资料发动机测试平台氨逃逸测量系统技术文件2一、总说明本配置是根据武汉理工大学汽车工程学院发动机测试平台氨逃逸测量激光气体分析仪设备的相关技术要求而编制的。汽车发动机排放是环境污染的重要源头之一，解决方法有改善发动机燃烧效率、降低有害气体的生成量，以及将排放气体中的有害成分（如氮氧化物）分解为无害的气体。对于发动机排放气体进行脱硝处理以降低排放气体中氮氧化物排放量是发动机研发过程中必须满足的要求。重型柴油发动机具有较高的排放量，对于重型发动机的脱硝处理均采用SCR（选择性还原）方法。在紧邻发动机排放口的下游充填金属催化剂，通过向炙热的发动机尾气喷注液态氨或尿素，使得尾气中的氮氧化物在催化剂表面转化成无害的水和氮气。SCR脱硝的效果受多种因素影响，氨（或尿素）的注入量不够，尾气中的氮氧化物不能被有效地还原，排放气体中仍有大量的污染成分；如果注入量过多，尾气中便含有大量的NH3，也会污染环境。在重型柴油发动机研发的过程中非常重要的一环就是建立发动机不同工作状态与氨（或尿素）注入量关系，使重型柴油发动机的SCR 脱硝能够得到有效的控制。LDS6 激光气体分析仪是SIEMENS 系列气体分析仪表的重要组成部分，采用原位测量（in-situ）方式，无需采样与样气处理系统，直接在安装点完成分析。整个系统由中央处理单元、发射探头、接收探头与复合光缆组成。激光光源位于中央处理单元中，所发激光由光缆传至发射探头，激光发动机测试平台氨逃逸测量系统技术文件3穿过被测气体后被接收探头检测。检测信号传回中央处理单元进行处理、分析与显示。中央处理单元还承担人机工作界面和输入输出的功能。LDS6 的发射探头与接收探头直接安装于现场分析管线上。两者均采用模块化设计，绝大多数硬件可以互换。在重型发动机测试平台的应用中待侧管线直径较小，直接在管线两侧安装会造成光程过短，影响分辨率。此类应用需采取流通池的安装方式，在不改变原有管径的基础上增加光程，确保测量分辨率。（如下图）西门子LDS6 激光分析仪选择使用光缆传输信号，可以利用光缆的模式选择进一步确保信号“纯净”，提高测量系统的抗电磁干扰能力、恶劣环境的适应能力。同时，中央处理单元利用复合光缆内集成的双绞线完成对探头的供电，无需现场再对探头提供电源。光缆外部的保护层使得其满足实验现场的使用要求。整套分析仪表采用西门子公司成熟的分析控制技术和现场安装技术，目前西门子公司类似装置已在世界各国得到了广泛应用（国内发动机研究如东风发动机、康明斯、博世汽车、广西玉柴），等有大量成功业绩，收到了良好效果。充分发挥西门子公司公司的优势，在气体分析技术上保持水平，并在系统的发动机测试平台氨逃逸测量系统技术文件4可靠性及质量上给予充分保证。可以为国内用户提供迅捷有效的技术咨询、设计、工程调试、售后服务、备品备件供应等一整套服务手段。我方保证*遵照买方询价文件和技术规范书的要求，所提供的分析系统满足买方提出的技术规格和环境要求。同时，指明产品的质量保证及售后服务条款。所有非技术的或超出本技术协议的要求不在供方技术责任范围内。二、供货范围供货范围序号明细型号数量生产厂商1 Siemens LDS 6分析仪，包括： SIEMENS发射单元激光发射模块TTU 1 套SIEMENS激光调制、控制模块温度控制模块接收单元激光信号接受板RTU 1 套SIEMENSA/D 信号转换器现场显示单元（液晶显示）红外线遥控器回路连接电缆10 米1 根SIEMENSN2 吹扫箱、配对法兰2 片1 套三．标准和规范Siemens LDS 6激光分析仪遵循下列标准和规范发动机测试平台氨逃逸测量系统技术文件5• EU（欧洲）LVD 规范73/23/EEC 和EMC 规范89/366/EEC• 与上述规范相对应的美国与加拿大相关规范（UL- 和CSA 规范）• SSI FS 1980:2四. 基础设计数据4.1 环境条件4.1.1 卖方所供的探头（安装于被测现场）在正常运行时适用于以下条件环境温度：-30 oC ~ 70 oC环境湿度：< 95% RH4.1.2 卖方所供中央处理单元（安装于分析机柜内）在正常运行时适用于以下条件环境温度：5 oC ~ 45 oC环境湿度：< 85% RH4.2 现场应用工况所供设备基于用户提供的工艺参数：1）待测介质：NH32）工艺温度：<100degC3）工艺压力：试现场情况（待确认）4）管道直径：试现场情况（待确认）5）粉尘含量：<=100mg/Nm3五．分析系统性能及配置5.1系统分析方法及技术特点发动机测试平台氨逃逸测量系统技术文件6Siemens LDS 6 采用单线分子吸收光谱。激光二极管发出一束近红外激光，经发射探头通过被测气体并被接收器单元检测到。激光二极管发出的激光波长被调制等于某种特定气体的吸收线。激光以非常高的光谱分辨率连续地扫描这一吸收线。得到一条完全独立的分子吸收谱线，分析它的吸收强度和线形。因为所发的近单色激光只被扫描光谱范围内具有特定吸收谱线的某个特定分子非常有选择地吸收，所以测量过程中没有任何交叉干扰。可以得到待测成份的浓度。在NH3 含量连续监测系统中，激光分析仪所发激光波长被调制到NH3 的吸收谱线；LDS6 激光气体分析仪是SIEMENS 系列气体分析仪表的重要的组成部分，采用原位测量（in-situ）方式，无需采样与样气处理系统，直接在安装点完成分析。具有测量准确、响应快速、操作简单、维护量小等优点。5.1.1 TDLAS技术不受任何交叉干扰发动机测试平台氨逃逸测量系统技术文件7Siemens LDS 6基于TDLAS（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy，可调谐二极管激光吸收谱）技术，以谱吸收原理为基本，实现快速的高精检测。可以说激光气体分析技术站在了当今气体分析技术的发展zui前沿。激光区别于普通光源的zui重要特性之一是它良好的单色性能。单色性能越好，光源的频谱线宽越窄。因为激光的单色性能，激光吸收谱又被称为单线吸收谱，从根本上排除了传统气体吸收谱技术测量某一气体成分时受到气体中其它成分吸收谱干扰的可能。激光分析仪是典型的线测量仪表，激光束所穿过区域内的气体均参与分析。比传统抽取式分析的点采样方式更能反映待测成分的真正浓度。5.1.2 *的二次谐波信号处理技术发动机测试平台氨逃逸测量系统技术文件8鉴于气体组分的吸收幅度相对于传播总能量较弱，特别是低量程（痕量分析）应用，接收信号中的待测成分吸收很少，西门子LDS6 激光分析仪并非直接对接收信号强弱进行分析，而是采用*的二次谐波分析技术。气体分析的吸收能谱就像该种气体的“指纹”一样，只有满足一定频率条件的能量才能被气体分子吸收。二次谐波技术正是利用此特点，取接收信号的二次谐波分量来进行分析。发动机测试平台氨逃逸测量系统技术文件9无论是粉尘还是其它可能的干扰信号（如果有的话），对于该吸收频率而言都可视为“直流”成分，根本不会对分析结果造成影响。5.1.3 *的仪表内置标定池，无需用户作任何形式的标定Siemens LDS 6分析仪内置了标定单元，将分析仪器常需的人工外部标定工作内置在分析仪内部，由分析仪自动在每个测量周期都执行一次标定和校准工作。此功能设计从根本上减轻了Siemens LDS 6的维护工作量，也确保LDS6每时每刻均被校准与纠正，提高分析仪的测量精度。传统的人工标定是一个周期性的工作（例如：每三个月标定一次），只有在每次标定时，使用者才可以确认仪表的偏差情况。在标定的间隙，使用者对于仪表的偏差情况根本无从考证，这对于微量分析而言，误差可能是巨大的。Siemens LDS 6每个测量周期都在自我校准，每秒钟进行数十次。可以确保每个测量数据都是“真实的”。每个历史数据均可被放心用于性能对比，无需担心仪表漂移等带来的影响。发动机测试平台氨逃逸测量系统技术文件10Siemens LDS 6的内置参比池自标定技术已获得德国TUV、美国EPA等机构的认可。5.1.4 自动增益控制（AGC）技术西门子Siemens LDS 6激光分析仪采用了自动增益控制（AGC）技术，可对粉尘进行动态补偿，亦可适用于气体组分剧烈变化的应用。当粉尘浓度增高时，仪表会自动调高增益进行补偿，如下图所示：标定管发动机测试平台氨逃逸测量系统技术文件11粉尘浓度降低时增益会降低：增益由1 增大为5确保信号不受干扰发动机测试平台氨逃逸测量系统技术文件12无论是粉尘含量变化还是气体组分变化，或是探头对准度发生一定偏差的情况下，AGC 技术都可以自动根据接收的信号强度控制增益，使得中央处理单元接收到的信号经光缆传输后不至失真，为二次谐波变换提供足够强度的信号。5.1.5 宽束激光Siemens LDS 6激光分析仪在发射探头中采用了光学镜片，将点光源变为宽束激光，其宽度为同类产品之zui，利于接受探头获取信号，即使探头对准度出现偏差，接收到信号也不是难事。宽束激光非常利于在振动场合接收信号。同时，宽束激光可以使更多的气体被检测分析，测量值更能反映真实的浓度。5.1.6 光缆传输提高信号抗扰能力Siemens LDS 6采用光缆传输信号。*，光缆传输信号的抗干扰能力是zui强的，避免了各种电磁干扰。5.1.7 数据采集和处理系统采用西门子公司的可编程控制器构成本系统的控制核心，操作界面为可以实现汉化的软件系统。I/O 模件可在线热插拔，可在线进行模件的安装维护而不影响其寿命或其他模件的运行，通过4-20mA 或RS-485 通讯方式完成与系统的通讯。显示：过程显示，曲线显示、棒图显示等；报警：报警收集，显示和确认；报表：用户报表等。数据管理：短期及长期数据存储等；5.2 Siemens LDS 6分析仪性能指标型号：Siemens LDS 6发动机测试平台氨逃逸测量系统技术文件13分析方法：激光光谱吸收测量方式：原位测量激光级别：class 1, 对眼睛无害校准方法：内置校准回路，不需要外部校准。响应时间：< 1.5 秒线性偏差：<1％测量值精度：<2％测量值零点漂移：因为使用自动校准，所以可以忽略量程漂移：因为使用自动校准，所以可以忽略激光光源寿命：正常使用情况下可达到10 年本机显示：LCD 液晶显示屏（带背光）模拟输出：2 路4～20mA，Max 750Ω模拟输入：2 路4～20mA接点输入：2 点,24VDC, 1A接点输出：2 点,24VDC, 1A供电：19—30.2V, 15W安装位置：现场检测点安装方式：DN50 PN16防爆等级：ATEX II 2G IIC T6防护等级：IP65环境温度：-20 ... +55 °C环境湿度：<100%尺寸：直径163mm,长度395mm重量：发射端10.5，接受端11.3kg电缆类型：双绞线电缆外径：9.7mm（EEx）电缆外壳材料：PVCzui小弯曲半径：60mm发动机测试平台氨逃逸测量系统技术文件145.4 技术性能• 激光分析连续检测系统中央处理单元、发射探头、接收探头、复合光缆、回路光缆均为*。• 分析探头（发射探头、接收探头）直接安装在待测点，中央处理单元安装于控制室机箱中。• 激光分析具备自动标定功能，无需任何形式的人工标定。• 系统具有自动增益控制功能，以适应测量点动态变化的粉尘含量与气体组分。• 系统具备4 路4-20mA 模拟输出，模拟输出的负载能力可以达到750Ω。• 系统中分析仪器具有自我诊断功能。• 系统具有主要仪器部件故障警报功能和故障指示能力。• 分析仪具有现场面板操作和LED 显示功能。• 分析仪零点飘移：可以忽略。• 量程漂移：可以忽略。• 响应时间：小于2 秒。• 线性度：优于读数的1%。• 烟道上的探头防护等级满足IP65。六. 公用工程消耗以下所列为Siemens LDS 6系统所需现场配合，由买方负责解决序号类别单台1 供电220 V, 50 HZ, 50W发动机测试平台氨逃逸测量系统技术文件152 安装法兰短管法兰DN65 PN6，用于探头的安装定位，安装需满足对准度要求，并需西门子工程师确认对准度符合要求3 探头吹扫用氮气压力3~8 barg，氮气，满足HG/T-20510-2000 标准要求：（1）露点：低于当地zui低气温10 摄氏度（2）含尘量：< 1 mg/Nm3（3）粉尘颗粒直径：< 3 um（4）油雾：< 8 ppmv流量满足10 Nm3/h，需采用6 mm 不锈钢管连接至探头4 现场电缆敷设复合光缆连接分析探头与中央单元，回路光缆连接探头。电缆敷设应尽量采用槽架，如需要穿管，必须采用直径大于1寸的穿线管七．备品备件LDS 6 分析仪性能极其可靠，正常使用情况下激光光源寿命可达到10 年，在上海莘庄西门子的备件库里有几乎全部的备件，可以及时便捷的提供给客户。八. 质量保证与技术服务分析仪表及配套设备的质量保证期为开车后一年，或到货后十八个月，二者以先到为准。卖方提供系统的终身售后服务，质保期内免费服务，质保期后按双方商定的合作方式提供服务。我方的服务响应时间为：接到买方书面通知24 小时内作出响应，如果需要，72 小时到达现场。质保期内若仪器故障属于产品质量问题，免费更换。我方确保长期供应备品备件。发动机测试平台氨逃逸测量系统技术文件16我司将提供如下的现场服务：免费提供5 天的现场安装与验收测试服务。8.1 现场安装在焊接设备上安装的法兰之前，应提前5 个工作日以书面方式通知我司工程师，务必由我司的服务工程师提供现场指导，买方完成法兰的焊接安装，以确保两个法兰的同心度。并由我司工程师指导，完成仪表的安装与静态调试。8.2 现场验收测试（SAT）在具备开车投运的条件下（由买方提前5 个工作日以书面形式通知卖方），卖方负责派服务工程师到现场调试与投运，系统投运连续*运行24 小时后，即视为现场验收测试通过，买方代表即应签字验收。8.3 现场培训由我司服务工程师在3 天的现场服务期间提供技术培训。九. 文件资料（1） 激光分析仪样本（2） 激光分析仪操作维护手册（3） 安装图纸（4） 产品装箱清单
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