同一根管道兩塊氧表指示差異的分析

1、同一根管道兩塊氧氣表指示不一致的分析云南 云維股份有限公司 大為制焦公司 電儀 黃兆榮摘要：在同一段煤氣管道上安裝兩塊激光（紅外線）氣體分析儀（氧氣表），相距13m,位置互成90°，氧合量數(shù)據(jù)卻相差近50%，若管道上的閥門（蝶閥）動作時，兩塊表的數(shù)據(jù)波動更大。關(guān)鍵詞：電磁波，波動疊加 摩擦 紅外線1、概述：云南云為股份有限公司大為制焦甲醇分廠，是利用煤氣生產(chǎn)甲醇的分廠，對測量煤氣管道的氧氣含量嚴(yán)格，對測量氧含量的儀表要求精高，可靠性也非常高，如果管道含氧量超標(biāo)，在壓縮機的作用下，將煤氣壓縮時，煤氣的溫度升高，容易發(fā)生燃?xì)獗āＣ簹夤艿郎蟽蓧K紅外線激光氣體分析儀（氧氣表）的安裝如圖1：

2、照片如下： 2、 紅外線激光氣體分析儀（氧氣表）的工作原理和結(jié)構(gòu)：紅外線激光氣體分析儀（氧氣表）能吸收波長為2-112um，基于部伯貝爾定律， I=I0(1-ucL) u: 氣體吸收光線吸收系數(shù) c: 氣體的濃度 L: 測量光路的長度 紅外線激光氣體分析儀（氧氣表）是半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)，也稱DLAS,半導(dǎo)體激光器發(fā)射出的一定頻率激光（紅外線）穿過被測氣體時，氣體吸收紅外線能量，使其能量減少，不受被測氣體的背景的影響，同時能修正溫度和壓力對測量的影響。半導(dǎo)體激光光譜寬度小于氣體的吸收譜線的展寬。調(diào)節(jié)光譜檢測：調(diào)控激光頻率，使其被測氣體的頻率共振，用相敏整流測量被測氣體穿透光線的諧波分類的吸收

3、量。是基于可調(diào)二極管激光器吸收光譜技術(shù)(TDLAS)，在管道氣體進行連續(xù)在線氣體監(jiān)測的光學(xué)儀器。激光氣體分析儀利用一個發(fā)射器/接收器配置 （彼此安裝完全相反）去測量通過瞄準(zhǔn)線路徑的平均氣體濃度。紅外線激光氣體分析儀（氧氣表），每一種氣體在特定的波長都有不同的吸收線。激光波長穿過一條選定的待測氣體的吸收線被掃描，吸收線認(rèn)真地選擇，避免其他（背景）氣體的交叉干擾。發(fā)射器和接收器之間光路上的目標(biāo)氣體分子的吸收不同，激光波長不同，探測光強隨激光波長而變化。為增加其敏感性，采用了波長調(diào)制技術(shù)。掃描到吸收光線時，激光波長會被輕微調(diào)節(jié)。第二諧波信號用于測量吸收氣體的濃度。線振幅和線寬都是從第二諧波

4、線形狀中析取的，這使得測得的濃度對于由背景氣體導(dǎo)致的線形狀變化（線增寬效應(yīng)）不敏感。激光氣體分析儀包括三個獨立的單元：帶有吹掃的發(fā)射單元；帶有吹掃的接收單元；電源供應(yīng)。發(fā)射單元包括帶有溫度穩(wěn)定二極管激光器的激光模塊，校準(zhǔn)模塊。包括接收器電纜和輸入/輸出端子，接收單元包括一個聚焦透鏡，光電探測器。發(fā)射單元和接收單元和最大能夠承受5bar壓力（絕壓）的標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)視窗。分析儀是通過所提供的吹掃或校準(zhǔn)單元來裝配發(fā)射單元和接收單元的，光學(xué)校準(zhǔn)非常容易而且很可靠，同時吹掃防止灰塵和其它污染物落在光學(xué)視窗上。電源供應(yīng)盒子通過Ex-p控制系統(tǒng)連接到發(fā)射器盒子上。氣體溫度/壓力傳感器上的4-20 mA 輸入信號被

5、連接到發(fā)射單元里面的端子上，發(fā)射單元與接收單元用一根電纜連接。從光電探測器探測到的吸收信號是增強的，并且通過這條電纜輸送到發(fā)射單元，同時也是一條供電電纜。發(fā)射器包含了CPU板執(zhí)行板、儀器的控制和氣體濃度的計算。主板上合并有儀表操作所需要電子單元，比如二極管激光電流和溫度控制和模擬數(shù)字信號轉(zhuǎn)換，LCD顯示器連續(xù)地顯示氣體濃度、激光束傳輸和儀表狀態(tài)。RS-232端口可用于與個人電腦直接串行通信，用于以太網(wǎng)板通過局域網(wǎng)提供TCP/IP 通信，這樣它就可以用來代替串行通信。輔助板提供輸出選擇，如氣體濃度測量和激光束傳輸（后者可選）的4-20mA電流輸出。氮氣的作用：吹掃氣是通過安裝正壓氣流經(jīng)由法蘭進入

6、管道從而保持儀表視窗清潔。吹掃阻止顆粒沉淀在光學(xué)視窗上污染視窗，吹掃氣體必須是干燥、干凈的，達到足夠的測量準(zhǔn)確性必須把待測氣體從內(nèi)部的測量路徑上去掉。否則會使測量結(jié)果偏高或波動増大。防爆氣是加在發(fā)射端和接收端電子單元的正壓氮氣，一是防空氣進入兩端金屬盒中，防電氣火花和影響測量精度，二是對激光器降溫。 3、原理的解釋，由于宇宙力是變化的，傳遞宇宙力作用的物質(zhì)暗子，暗子也是波動的，任何物體的分子、原子等各種粒子都在做布郎運動（運動都是力的作用的結(jié)果），分子、原子都是帶電的、運動的，帶電粒子運動就產(chǎn)生電磁波。若原子、分子不帶電的運動就是引力波，實驗和受力分析證明原子、分子是帶電的，都是電磁波，紅外線

7、也是電磁波，根據(jù)波相互干擾的定律，兩種電磁波相遇會產(chǎn)生干擾波峰、波谷相疊加的效應(yīng)。 以氫原子為例說明原子的帶電性，氫原子是由一個氫原子核（帶正電）和一個核外電子（帶負(fù)電）組成，那么氫原子核有一個正電場（+E），電子有一個負(fù)電場（-E），如圖2所示： 按現(xiàn)有理論，正 負(fù)電荷抵消是AB區(qū)域，其它區(qū)域是不會扺消，則是帶電的，何況原子核的電場方向向外，電子的電場方向向內(nèi)，那么AB區(qū)域內(nèi)的C點的電場強度： Ec = +E+c (-E-c) 是一推一拉效果 則： Ec = +E+c +E-c Ec：C點的電位 +E+c：正電場C點的電位 -E-c：負(fù)電場C點的電位C點的電位是原子核正電場與負(fù)電場相加，故原

8、子對外顯電性。正、負(fù)電場是一種物質(zhì)，抵消作用是有新的物質(zhì)產(chǎn)生，就象打雷一樣，消耗能量和物質(zhì)，那么電子還會自由地繞原子核運行嗎。 當(dāng)電子由遠靠近原子核時，正、負(fù)電荷的電場重疊部分越來越多，原子核對電子的排斥力越來越大，引力越來越小，使電子遠離原子核，反之，電子遠離原子核時，排斥力越來越小，引力越來越大，使電子靠近原子核，原子核與電子不能相吸成一體，電子也不能離原子核遠去，電子在離原子核一定的區(qū)域內(nèi)次數(shù)最多。摩擦是生活、工作中常見的一些現(xiàn)象，摩擦使噪音增大，熱量增大，電磁力或波形增大。4、故障現(xiàn)象及分析：故障現(xiàn)象是同一正壓管道、同一種煤氣表2的指示值比表1的指示值偏高。表1的記錄曲線如下照片所示：

9、紅色記錄曲線正常時表2的指示值如下照片所示：蘭色記錄曲線若稍開一下氣柜的聯(lián)通閥門時，表2的波動幅度加大，如下照片所示： 若表2處煤氣積液時，記錄曲線照片如下所示：從波動曲線比較看，表2曲線中氧氣高岀的氧氣從何而來，少的氧氣又去那里了？分析：煤氣不論是靜止還是流動的，氣體分子總是運動的，運動時氣體分子頻率和幅值比靜止激烈，由于分子和原子是帶電的，故它們運動時則有電磁波。當(dāng)紅外線測氧表工作時，氧分子運動的電磁波與紅外線激光（電磁波）相遇時，根波性質(zhì)可知，二者的電磁波就互相干涉，當(dāng)也就產(chǎn)生諧波，諧波有二次、三次、五次等。波有頻率、幅值和相位三要素。若二者頻率相同則會共振，幅值則相加，若相位相反時，幅

10、值相減。反之、相位相同幅值相加，所以加光線頻率與元素的原子、分子的共振頻率一致，就吸收光線的能量。由于氧氣體分子的運動是隨機的，那么氧氣分子的頻率是在一定范圍內(nèi)變化的，運動就有摩擦，摩擦使氧氣分子電磁波的幅值變大。 表1是裝在層流的管道上，而表2則裝在紊流的管道上，表2前面的直管沒有大于5倍管徑距離，后面也沒有大于2倍管徑距離。由于兩塊測氧表的管道互相成90度角，則氣體的流動由層流轉(zhuǎn)換成紊流，使氣體的摩擦加劇，氧氣分子的電磁波頻譜加寬，振幅加大，當(dāng)流體改變時、測氧表的指示值就變化，實際煤氣管道中的氧氣含量（正壓）是沒有發(fā)生任何改變的，氧氣即不可能增加，更不可能消失。紅外線激光測氧表，測量的是氧氣