它的敏感材料也高低溫試驗(yàn)箱就是容易加速老

　　北極星大氣網(wǎng)訊:各位專家，各位用戶，各位同行大家上午好。一天多的會(huì)議受益匪淺也學(xué)習(xí)了很多新政策，新知識(shí)，也被像蒼教授這樣的老專家學(xué)識(shí)深深的折服，很榮幸有機(jī)會(huì)在這里向各位環(huán)保同行、鋼鐵焦化的企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)介紹一下我們中國(guó)航天在煙氣治理行業(yè)的一點(diǎn)新成果。

　　我今天交流的題目是激光煙氣濕度分析儀在環(huán)保檢測(cè)方面的應(yīng)用。我們提出這個(gè)題目的背景是這樣的，去年新修訂的氣霧標(biāo)準(zhǔn)對(duì)煙氣濕度測(cè)量提出更高要求，這是以往制度中標(biāo)準(zhǔn)中從來沒有涉及的很多地方標(biāo)準(zhǔn)中也明確提出有色煙羽治理、消白的要求，所有政策的變化都對(duì)以前我們所不重視的煙氣濕度的測(cè)量提出了一個(gè)新的要求。

　　我們煙氣不單單是濕度，所有煙氣里面氣體濃度測(cè)量常常面臨這樣很復(fù)雜的工礦條件，高溫高濕煙塵很大，氣溶膠、經(jīng)典、液滴復(fù)式、氣體流速，大動(dòng)態(tài)范圍的要求，耐高溫、耐腐蝕抗干擾。

　　縱觀國(guó)內(nèi)外目前的濕度測(cè)量方法，像常見的干濕球法，冷凝法，重量法，以及我們工常用的在線的濕敏電容法，無論在準(zhǔn)確性，可靠性，壽命方面都不能適應(yīng)我們新政策的變化。我們提出了基于TDLAS，激光技術(shù)的激光濕度分析儀，這是我今天所交流的題目的背景所在。

　　下面簡(jiǎn)單介紹一下我們這個(gè)單位，我們單位叫中國(guó)航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院，我們成立于1956年，中國(guó)航天起步的年，我們以前是701所，當(dāng)時(shí)是個(gè)所，701所，當(dāng)時(shí)也是錢學(xué)森回國(guó)之后主導(dǎo)成立的.

　　在我們航空航天有一句話叫做氣動(dòng)先行，我們要先保證我們飛行器它的外形在空氣中能飛起來的，我們是中國(guó)架中國(guó)空氣動(dòng)力學(xué)的研究機(jī)構(gòu)，是中國(guó)科技集團(tuán)的八個(gè)院之一，中國(guó)載人航天的單位，我們?cè)核那Ф嗳�，很多聽眾覺得為什么你們一個(gè)研究院會(huì)來到這個(gè)會(huì)議上。

　　我們?cè)河兴拇髽I(yè)務(wù)板塊，前兩個(gè)是我們兩個(gè)軍用業(yè)務(wù)板塊，后面是民用業(yè)務(wù)板塊，個(gè)空氣動(dòng)力學(xué)，第二個(gè)是做無人機(jī)，無人機(jī)是中國(guó)譜系全的無人機(jī)，也是中國(guó)出口量的軍用無人機(jī)，占到一個(gè)是80%左右，關(guān)系比較好的一些第三世界國(guó)家巴基斯坦，還有西亞國(guó)家。

　　我們還有兩大民用業(yè)務(wù)板塊，我們有一個(gè)航天環(huán)境，這個(gè)很多朋友聽說過，他也是做一些煙氣的治理，水處理、固廢，我們還有一個(gè)業(yè)務(wù)板塊是做傳感器、側(cè)重系統(tǒng)，我今天講的是這個(gè)業(yè)務(wù)板塊下的專業(yè)，航天易聯(lián)的業(yè)務(wù)。

　　航天易聯(lián)前身是航天事業(yè)院下屬事業(yè)部，從事傳感器，測(cè)試控制系統(tǒng)研制單位，2010年的時(shí)候，那時(shí)候我們?cè)核�有的民用業(yè)務(wù)改制，從院里的事業(yè)部都改制成獨(dú)立法人。2010年的時(shí)候易聯(lián)由事業(yè)部改制而來，現(xiàn)在在光學(xué)傳感、氣體分析、太赫茲安檢做一些研究和產(chǎn)品推廣。我們客戶涵蓋了國(guó)防、化工、環(huán)保能源方方面面。

　　簡(jiǎn)單講一下企業(yè)榮譽(yù)，我們是北京市國(guó)際科技合作基地，有原始專家工作站，分布式光纖傳感工程實(shí)驗(yàn)室，2015年軍民兩用技術(shù)十大創(chuàng)新企業(yè)，還有北京市科技進(jìn)步獎(jiǎng)，等獎(jiǎng)項(xiàng)，中國(guó)改制過來有七年多時(shí)間，我們差不多積累了一百多項(xiàng)專利，我們專利也大部分都是發(fā)明專利。

　　航天易聯(lián)有幾大塊業(yè)務(wù)，其中一塊做氣體分析業(yè)務(wù)，下面要講到的在煙氣治理方面的新產(chǎn)品。基于TDLAS可調(diào)節(jié)激光光譜吸收技術(shù)開發(fā)了一系列激光氣體分析的產(chǎn)品，這個(gè)產(chǎn)品特別適合在復(fù)雜的工況條件下，水汽、甲烷、一氧化碳、二氧化碳，氧氣等氣體濃度準(zhǔn)確測(cè)量.

　　我們的產(chǎn)品可以應(yīng)用在環(huán)境分析、安全報(bào)警一些方面。我們產(chǎn)品現(xiàn)在也比較豐富，用于快速的抽檢，快速檢驗(yàn)的手持便攜式儀器，還有現(xiàn)場(chǎng)在線測(cè)量固定式的氣體分析儀，當(dāng)然還有一些多通道的分布式的氣體分析系統(tǒng)，還有現(xiàn)場(chǎng)多組分的集體分析系統(tǒng)。

　　我們憑借雄厚的科研實(shí)力處于中國(guó)TDLAS研究前沿，承擔(dān)政府、部委科研項(xiàng)目，這三個(gè)是近兩三年，這一個(gè)小方向上我們承擔(dān)的重要課題，個(gè)國(guó)家科技部的重大儀器開發(fā)專項(xiàng)，面向復(fù)雜工礦的高溫濕度傳感器的研發(fā)，第二個(gè)是北京市的課題，基于激光調(diào)制吸收的無人機(jī)氣象載荷濕度研制，第三個(gè)分布式的，這是三個(gè)比較重要的省部級(jí)課題。

　　下面講一下國(guó)家課題部重大專項(xiàng)，題目依托于專項(xiàng)而來，這個(gè)專項(xiàng)針對(duì)我們煙氣治理行業(yè)的需要，能夠在這種復(fù)雜工況下，高溫20350度情況下提供準(zhǔn)確濕度傳感器，這個(gè)課題有這樣幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)圖過，個(gè)半導(dǎo)體激光器的研制，以及波長(zhǎng)鎖定的關(guān)鍵技術(shù)，這個(gè)專業(yè)檢查我就不細(xì)講了。

　　還有大動(dòng)態(tài)范圍自適應(yīng)水氣濃度檢測(cè)算法模型建立。多波長(zhǎng)水氣吸收峰測(cè)量技術(shù)及信號(hào)預(yù)處理算法的研究。非接觸式耐高溫，耐復(fù)式光學(xué)氣室的設(shè)計(jì)，以及高溫濕度標(biāo)定方法，這幾個(gè)方面是我精煉出來比較大的幾個(gè)課題做出來的技術(shù)突破。

　　到今天在這個(gè)課題上我們?nèi)〉秒A段性成果已經(jīng)很多了，現(xiàn)在已經(jīng)推出了幾款不同形式的煙氣濕度分析儀，在線式的，有便攜式的，也有攤?cè)胄秃统槿⌒彤a(chǎn)品。這是我們非常獨(dú)特的非接觸式測(cè)量探頭的設(shè)計(jì)，大家看到的這個(gè)探頭是一個(gè)全光學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

　　它是沒有任何的電子期間，不用供電，這個(gè)探頭是處于復(fù)雜工況的煙道里，這個(gè)探頭不帶電，帶來一個(gè)很高的穩(wěn)定性可靠性，這個(gè)區(qū)別于傳統(tǒng)的接觸式測(cè)量的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。阻容法傳統(tǒng)的接觸式測(cè)量，在煙道很復(fù)雜的工況條件下存在先天性的劣勢(shì)，復(fù)雜的工礦條件下，接觸式測(cè)量沒有辦法，高溫高濕，腐蝕性很強(qiáng)的條件下，直接接觸的方式很容易存在影響。

　　比如說存在液態(tài)水，很容易吸附液態(tài)水產(chǎn)飽和中毒現(xiàn)象，還有直接接觸容易受腐蝕，它的敏感材料也就是容易加速老化，所以造成傳感器的漂移，所以需要頻繁校準(zhǔn)，定期更換，這種傳感器通常采用加熱的方式，加熱方式更縮短壽命。

　　我們提煉總結(jié)了TDLAS技術(shù)測(cè)濕度的優(yōu)勢(shì)，一是可靠性壽命長(zhǎng)，因?yàn)槲覀冎鳈C(jī)的部分是不接觸帶色氣體的，所以他的壽命會(huì)大大的提高，超過五年，同時(shí)我們探頭作為一個(gè)無緣的設(shè)計(jì)，雖然是易耗品也可以長(zhǎng)期使用這樣大大降低維護(hù)費(fèi)用。因?yàn)槲覀兒诵膫鞲衅骷す馄鞑皇軓?fù)雜工礦干擾，長(zhǎng)期穩(wěn)定，不需要頻繁校準(zhǔn)。

　　精度高，我們感濕特性曲線性度很好，通過校準(zhǔn)我們所達(dá)到的精度參數(shù)遠(yuǎn)高于的氣物標(biāo)準(zhǔn)里面規(guī)定的要求。我們可以做到真正的全量程測(cè)量，雖然看到很多傳感器寫0100相對(duì)濕度測(cè)量，低和高兩個(gè)區(qū)域可能都很吃力做不到一個(gè)真正的全量程，在下線可以做到一個(gè)PPMV，高在相對(duì)濕度情況下可以做穩(wěn)定的輸出，實(shí)現(xiàn)4個(gè)數(shù)量級(jí)大跨度范圍的測(cè)量。

　　這個(gè)表是TDLAS技術(shù)的煙氣分析儀和阻容法指標(biāo)對(duì)比，溫度測(cè)量范圍儀器專項(xiàng)提到350度，目前推出產(chǎn)品到240度，240度能夠足夠用了，傳統(tǒng)的主流的組溶法是020度，客戶有需求也可以給出350度的測(cè)量范圍，濕度范圍可以到60%，阻容法多40%的含濕量。

　　準(zhǔn)確度這個(gè)指標(biāo)阻容法只是標(biāo)出了看到氣物的標(biāo)準(zhǔn)，1.5和20%的參數(shù)，長(zhǎng)期測(cè)量之后應(yīng)該達(dá)不到這個(gè)指標(biāo)，我們準(zhǔn)確度指標(biāo)是給出1和5，我們會(huì)比這個(gè)還高，大家看這個(gè)是我們的校準(zhǔn)證書，在濕度小于5%的時(shí)候，氣物標(biāo)準(zhǔn)里面提到誤差小于1.5，我們結(jié)果是0.02，大于5%的時(shí)候要求相對(duì)誤差小于20%，我們小于5%，我們指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)要求，我們的產(chǎn)品在環(huán)保局這些執(zhí)法機(jī)構(gòu)抽檢的時(shí)候可以保證我們抽肯定會(huì)過。

　　這是這個(gè)產(chǎn)品涉及的幾條專利，航天企業(yè)一直自主研發(fā)，2016年的時(shí)候中國(guó)高科技產(chǎn)業(yè)化研究會(huì)組織的成果堅(jiān)定我們這項(xiàng)技術(shù)也達(dá)到了一個(gè)國(guó)際先進(jìn)的水平，我們這個(gè)產(chǎn)品是北京市2017年新技術(shù)，新產(chǎn)品，接下來我把我們?cè)跐穸葴y(cè)量方面的幾個(gè)案例給大家展示一下。

　　這是我們石家莊藁城煙囪上濕度測(cè)量，去年12月到現(xiàn)在至今很穩(wěn)定運(yùn)行，零維護(hù)。這是我們浙江龍盛集團(tuán)無干燥工藝煙囪上進(jìn)行氣體濕度測(cè)量，這個(gè)也是有接近一年時(shí)間。以上是一些和我們工業(yè)相關(guān)的，后面還有其他行業(yè)的我們濕度測(cè)量的案例，國(guó)家氣象局提供大氣濕度的測(cè)量，目前我們國(guó)家大氣濕度測(cè)量被國(guó)家的產(chǎn)品壟斷，氣象局也很想找到一個(gè)國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品替換掉，我們應(yīng)他的要求提供了一種激光的新的濕度表。

　　這是我們做的無人高空機(jī)載濕度頰側(cè)，大家看到這款無人機(jī)是上一代賣的的，一個(gè)產(chǎn)品一般用在航空航天上機(jī)的話證明產(chǎn)品非常高的可靠性，在高空非常環(huán)境下我們產(chǎn)品能夠很快速很穩(wěn)定輸出我們的預(yù)想的測(cè)量值。

　　這是在文物保護(hù)行業(yè)，這很有特色，這是我們?yōu)槲覀儑?guó)家的文物還有國(guó)寶級(jí)館藏文物提供環(huán)境氣體在線檢測(cè)方案，這是我們?cè)谏綎|定陶漢代的古墓，這是中國(guó)國(guó)家遺產(chǎn)文化研究院他把全世界的濕度傳感器找了一遍，也沒發(fā)現(xiàn)在古墓里接近飽和環(huán)境里做穩(wěn)定輸出的產(chǎn)品，后找到我們，我們給他提供了一個(gè)分布式24點(diǎn)的氣體檢測(cè)方案，至今穩(wěn)定三年多了。我們是在故宮還有西安兵馬俑銅車馬的展柜，我們可以隔著玻璃展測(cè)氣體的濃度。

　　那個(gè)照片是我國(guó)的一個(gè)風(fēng)洞，我們可以在風(fēng)洞真空狀態(tài)下氣體濃度和濕度的測(cè)量。我們實(shí)驗(yàn)時(shí)間有幾十毫秒，我們要把風(fēng)洞里面的氣體濃度要測(cè)出來，這個(gè)幾乎是非常高的一個(gè)的難題，我們是為風(fēng)洞提供一氧化碳和濕度的測(cè)量。

　　這是我們?yōu)楹娇蘸教彀l(fā)動(dòng)機(jī)火焰、溫度場(chǎng)、濕度場(chǎng)、氣體濃度場(chǎng)做的項(xiàng)目，火焰某一個(gè)截面的圖形。以上是我匯報(bào)的內(nèi)容，后感謝北極星提供這樣一個(gè)平臺(tái)向大家匯報(bào)，也想說幾句，在咱們國(guó)內(nèi)也有像我們這樣一部分人在做我們國(guó)產(chǎn)高端分析儀器，大家看自己實(shí)驗(yàn)室和工會(huì)發(fā)現(xiàn)你們的儀器大部分都是進(jìn)口的，為了中國(guó)制造2025，我們也會(huì)持續(xù)的投入，同樣也需要你們支持，謝謝。

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