儀表工試題集__在線分析儀表分冊4

1、圖10-11 S710-MULTOR型多組分紅外線氣體分析儀結(jié)構(gòu)原理圖 MULTOR多組分紅外模塊+OXOR-P順磁性氧模塊(或OXOR-E電化學(xué)氧模塊),可測量3個紅外吸收組分(SO2、NO、CO、CO2等）和O2。10-32 圖10-11是S710-MULTOR型多組分紅外線氣體分析儀結(jié)構(gòu)原理圖，試簡述其工作原理。 答：S710-MULTOR型多組分紅外線氣體分析儀屬于不分光（非色散型）雙光路紅外分析儀。它的檢測器中有兩個接收氣室；前接收氣室后接收氣室，前、后氣室串聯(lián)布置,薄膜電容器位于接收室下方。儀器的信息處理和恒溫控制等有微機(jī)系統(tǒng)完成。S710-MULTOR的工作原理和采用薄膜電容檢測

2、器、串聯(lián)型接收氣室的雙光路紅外分析儀基本相同，不同之處如下。(1） MULTOR多組分紅外棋塊最多可分析3種組分。當(dāng)分析煙氣中的SO2、NO、CO、含量時，檢測器的接收氣室中充有多種氣體，包括SO2、NO、CO、H2O和N2。光路中有一個干涉濾波片輪，在步進(jìn)電機(jī)的控制下，能順序地進(jìn)入光路，當(dāng)某一濾光片(如SO2濾光片)進(jìn)入光路時，整個光學(xué)部件就如同一個SO2分析模塊。在工作過程中，濾光片輪將SO2、NO、CO、H2O四種濾光片交替送入光路，檢測器相應(yīng)輸出SO2、NO、CO、H2O四個組分的濃 度信號。S710的數(shù)據(jù)處理程序，將這些信號轉(zhuǎn)換成濃度信號輸出，同時對它們之間的相互干擾進(jìn)行修正。MUL

3、TOR檢測器的前接收氣室光程較短，只能吸收光譜的中心部分，后吸收氣室采用光錐結(jié)構(gòu)，使前室未被吸收的光譜在后室全部被吸收掉，由于不同氣體吸收光譜的重疊部分是在吸收譜帶的邊緣部分，通過選擇合適的填充氣體濃度，可以使重疊部分的光譜在前室的吸收等于后室的吸收。兩者在薄膜電容器上的作用方向相反，相互抵消。測量H2O的目的是為了消除其對其他待測組分的影響，因為H2O的紅外吸收頻帶較寬，對其他待測組分如S02會產(chǎn)生交叉干擾，這種交叉干擾不僅發(fā)生在吸收譜帶的邊緣部分，而且往往發(fā)生在吸收頻 帶的中間部分，難于用上述前后氣室相互抵消的辦法將其除掉，只有通過數(shù)據(jù)處理程序?qū)ζ溥M(jìn)行修正。（2）MULTOR分析模塊光路中

4、插入了一個校準(zhǔn)氣室輪，校準(zhǔn)氣室中填充一定濃度的被測氣體，產(chǎn)生相當(dāng)于滿量程標(biāo)準(zhǔn)氣的氣體吸收信號，可以不需要標(biāo)準(zhǔn)氣就實現(xiàn)儀器的定時標(biāo)定。標(biāo)定時，傳動電機(jī)將相應(yīng)的校準(zhǔn)氣室送入光路，此時儀器的測量池必須通高純氮氣。為了檢査校準(zhǔn)氣室是否漏氣，每半年或一年仍然要用標(biāo)準(zhǔn)氣進(jìn)行一次對照測試。10-33 西門子公司ULTRAMAT23型多組分分析儀也是我國CEMS系統(tǒng)中常用的一種分析儀。圖10-12為ULTRAMAT23型多組分分析儀內(nèi)部氣路圖。試說明其分析流程和工作原理。答：被測樣氣由入口 1、2進(jìn)入，首先經(jīng)膜式過濾器5除塵除水。流路中的壓力開關(guān)9用以監(jiān)視樣氣壓力，當(dāng)壓力過低時發(fā)出報警信號；浮子流量計8顯示樣

5、氣流量。供維護(hù)人員觀察；限流器12起限流限壓作用；凝液罐13分離可能冷凝下來的液滴，以保 護(hù)分析器免遭損害。 173 答：Uras14型多組分分析儀中有兩個紅外分析模塊和一個氧分析模塊，可測量三個紅外吸收組分和氧的含量。 紅外分析模塊采用不分光紅外吸收原理，雙光路系統(tǒng)，薄膜電容檢測器。檢測器中的接收氣室采用前、后氣室串聯(lián)布罝，薄膜電容器位于接收氣室的側(cè)方。圖的下部為單組分紅外分析模塊，上部為雙組分紅外分析模塊。上部的雙組分紅外分析模塊中有兩套薄膜電容檢測器，其兩組接收氣室串聯(lián)連接在一起，分別接收不同輻射波段的紅外光束，分析不同的組分。在兩個紅外分析模塊光路中各插入一個校準(zhǔn)氣室輪，校準(zhǔn)氣室中填充

6、一定濃度的被測氣體，產(chǎn)生相當(dāng)于滿量程標(biāo)準(zhǔn)氣的氣體吸收信號，可以不需要標(biāo)準(zhǔn)氣就實現(xiàn)儀器的定時標(biāo)定。標(biāo)定時，傳動電機(jī)將相應(yīng)的校準(zhǔn)氣室送入光路，此時儀器的測量氣室必須通高純氮氣。 氧分析模塊的工作原理是電化學(xué)燃料電池。10-35 如何測定煙氣中的NO2含量？ 答：紅外線氣體分析儀只能測NO含量，而不能測NO2含量。如果想用紅外分析儀測定NO2含量, 則需增加一套轉(zhuǎn)化裝置，將NO2轉(zhuǎn)化成NO，再用 紅外分析儀進(jìn)行測量。測量方法如下：煙氣經(jīng)兩路（或兩次）測量，一路測煙氣中的NO，另一路測經(jīng)轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化后以NO計的NO2和NO的總和，即NOx，則NO2=NOx-NO，從而測得NO、NOx 、NO2各自含量（

7、NOx通常包括NO2和NO2，即NOx= NO+NO2）。目前較多采用的轉(zhuǎn)化反應(yīng)為鉬催化還原反應(yīng)： 反應(yīng)轉(zhuǎn)化率>96%，鉬催化劑經(jīng)再生可反復(fù)174個輔助電阻組成惠斯通電橋。熱絲電阻通電加熱至一定溫度，當(dāng)有氣體流過時，帶走部分熱量使熱絲元件冷卻，電阻變化，通過電橋轉(zhuǎn)變成電壓信號。氧分析模塊的工作原理是電化學(xué)燃料電池。10-34 圖10-13為只H&B公司Uras14型多組分分析儀內(nèi)部氣路圖，請說明其結(jié)構(gòu)型式和工作原理。 1,2樣氣/標(biāo)準(zhǔn)氣入口；3吹掃入口（用于機(jī)箱和切光片吹掃）；5膜式過濾器；8浮子流量計；9壓力開關(guān)； 10測量氣室；11氧測量池；12限流器；13,14凝液罐；15

8、微流量檢測器和接收氣室；17,18氣體出口 樣氣經(jīng)上述處理后，送入分析器進(jìn)行分析。該儀表中有兩個紅外分析模塊和一個氧分析模塊，可測量兩個紅外吸收組分和含氧量。分析后的樣氣經(jīng)凝液罐14，攜帶冷凝液一起排出分析儀。紅外分析模塊采用不分光紅外吸收原理，單光路系統(tǒng)，微流量檢測器的接收氣室串聯(lián)布置。其工作原理如下。紅外光源被加熱到600oC 時發(fā)射出紅外線，由切光片調(diào)制成頻率為81/3HZ的間斷光束，經(jīng)測量氣室后進(jìn)入檢測器的接收氣室，接收氣室由填充了待測組分的兩層氣室串聯(lián)組成，第一層吸收紅外輻射波帶中間位置的能量，第二層吸收邊界能量，兩者之間通過微流量傳感器連接在一起。當(dāng)切光片處于“接通” 位置時，一層

9、接收氣室填充的待測組分吸收紅外輻射能量后，受熱膨脹，壓力增大，氣流經(jīng)毛細(xì)管通道流向二層接收氣室；當(dāng)切光片處于“遮斷”位置時，一 層氣室填充氣體冷卻收縮，壓力減小，二層氣室的氣流經(jīng)毛細(xì)管通道反向流回一層氣室。切光片交替通 斷，氣流往返流經(jīng)微流量傳感器，便在檢測器電橋兩端產(chǎn)生了交流波動信號，信號幅度大小與流經(jīng)傳感器的氣體流量成反比，即與待測組分的濃度成反比。接收氣室采用串聯(lián)型結(jié)構(gòu)是為了消除干擾組分對 測量結(jié)果的影響。在接收氣室中，除填充待測組分外，還根據(jù)被測氣體組成填充一定比例的干擾組分。干擾組分在一、二兩層氣室中對紅外輻射的吸收，產(chǎn)生的壓力作用方向相反，相互抵消。微流量檢測器是一種測量微小氣體流

10、量的檢測器件。其傳感元件是兩個微型熱絲電阻，和另外兩圖10-12 ULTRAMAT23型多組分分析儀內(nèi)部氣路圖圖10-13 Uras14型多組分分析儀內(nèi)部氣路圖使用，再生反應(yīng)為：當(dāng)紅外分析儀未配備轉(zhuǎn)化器時，還可以根據(jù)經(jīng)驗方法推算出NO2含量。NO2在中NOx通常占5%左右，用紅外分析儀測得NO含量，設(shè)NO在NOx中占95%，根據(jù)NO2=NOx-NO，可計算出NO2的 近似含量。10.2.2 稀釋抽取法連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)10-36 試述稀釋采樣原理。答：稀釋采樣采用氣流噴射泵（ejector pump）抽吸煙氣，用干燥壓縮空氣作氣流噴射源及稀釋氣，壓縮空氣主氣流在噴射泵的一級噴嘴和二級噴嘴之間的空間內(nèi)

11、產(chǎn)生一個負(fù)壓，此負(fù)壓將煙道內(nèi)的煙氣經(jīng)限 流小孔抽入，并與主氣流混合稀釋后經(jīng)管線輸送至分析儀中。經(jīng)理論分析，當(dāng)限流小孔滿足臨界條件，即限流小孔上游壓力與下游壓力滿足下述關(guān)系時孔板達(dá)到臨界狀態(tài)，在臨界狀態(tài)下，流體通過孔板 的流量被限制在聲速，此時流過小孔的流最不再與 小孔兩側(cè)的壓差有關(guān)，體積流量保持為恒定值，其 流量為式中 流過小孔的體積流量； C比例常數(shù)； A小孔的面積； p煙氣進(jìn)入小孔處的壓力； T煙氣的熱力學(xué)溫度。限流小孔也稱為聲速孔、臨界孔。稀釋后氣體的流量與流過小孔的煙氣流量之比就是稀釋采樣的稀釋比。顯然，P和T對Q有影響，高精度的稀釋采樣器必須修正煙氣壓力和溫度變化對稀釋比造成的影響。

12、 10-37 什么是稀釋比？如何選擇稀釋采樣的稀釋比？ 答：稀釋比是指稀釋后氣體的總流量與采樣煙氣流量之比，設(shè)稀釋空氣流量為Q1，采樣煙氣流量為 Q2，則稀釋比r為 通過調(diào)節(jié)稀釋空氣的壓力（即調(diào)節(jié)其流量）可以 調(diào)整稀釋比r，r的范圍可以從12 ：1到350 : 1，通常多選擇在100：1到300：1之間。稀釋比的選擇應(yīng)漪足以下條件：（1）所用分析儀 的量程；（2）保證在最低環(huán)境溫度下氣體管路不結(jié)露（根據(jù)最低環(huán)境溫度和煙氣濕度決定）。 10-38 圖10-14是內(nèi)置式稀釋采樣器（稀釋采樣探頭）結(jié)構(gòu)圖，試述其中各部分的作用。圖10-14 稀釋采樣探頭結(jié)構(gòu)圖1粗網(wǎng)過濾器；2石英毛細(xì)過濾器；3限流小孔

13、（Pyrex）；4煙氣樣品管路；5文丘里抽吸器；6服務(wù)管路；7法蘭；8稀釋用壓縮空氣管路；9真空管路；10稀釋后樣品管路答：稀釋采樣探頭的所有部件裝于耐熱耐蝕的Fe-Ni-Cr合金鋼（如Inconel600，Hastelloy C-276)筒中，通過安裝法蘭7固定于煙道中。筒的前端裝有一粗網(wǎng)過濾器1，可除去煙氣中的大顆粒物。接著安裝一帶有前置細(xì)過濾器（石英毛細(xì)過濾器2）的限流小孔3，限流小孔3通過煙氣樣品管路4與文丘里抽吸器5相連。 稀釋用壓縮空氣經(jīng)管路8引入，稀釋后的樣氣經(jīng)管路10輸送至分析儀。服務(wù)管路6的主要作用是將校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)氣送至探頭中，它還是反吹空氣的引入管路，用以將過濾器1和2上的沉

14、積物吹掉，另外，也可監(jiān)視煙道中的壓力。真空管路9的作用是用于監(jiān)視采樣探頭中由氣流噴射泵產(chǎn)生的局部真空度。稀釋探頭采樣系統(tǒng)需要一個探頭控制器（圖中未 畫出），其功能是：（1）向探頭提供壓縮空氣，并監(jiān)視其壓力及噴射泵的真空度，以保持規(guī)定的稀釋比；（2） 向探頭輸送標(biāo)準(zhǔn)氣，操縱分析儀進(jìn)行零點及量程校準(zhǔn)；（3）定時對探頭進(jìn)行反吹沖洗。10-39 圖10-15是外置式稀釋采樣器結(jié)構(gòu)原理圖，試述其采樣過程。答：煙氣通過自循環(huán)泵吸入并返回?zé)煹溃ㄗ匝h(huán)泵利用煙氣和環(huán)境空氣之間的壓力差工作），煙氣經(jīng)慣性過濾器進(jìn)入復(fù)合過濾器組件，過濾后的煙氣通過聲速限流孔進(jìn)入噴射泵與稀釋空氣混合后，由樣氣導(dǎo)引管輸入分析儀。儀器校

15、準(zhǔn)時，標(biāo)準(zhǔn)氣由圖中相應(yīng)管路引入。臨界狀態(tài)監(jiān)測管路與電子真空監(jiān)測器相連，用以監(jiān)視聲速限流孔前的局部真空度。 10-40稀釋采樣法測得的氣態(tài)污染物濃度為什么要進(jìn)行換算？怎樣換算？答：稀釋采樣法測得的氣態(tài)污染物濃度是經(jīng)稀釋后的濕煙其中的含量，而我國環(huán)保法規(guī)要求檢測干煙氣中的含量，所以，對其測量值要進(jìn)行換算，換算方法如下。（1）稀釋比換算，即將稀釋后的含量換算為未經(jīng)稀釋時的含量，公式如下：175 式中 濕煙氣中污染物濃度值；濕煙氣稀釋后的污染物濃度值；稀釋比 （2）濕煙氣濃度換算 即將濕煙氣中污染物濃度值換算為干煙氣中污染物濃度值，公式如下： 式中 干煙氣中污染物濃度值； 煙氣濕度（水分含量），%V

16、。10-41 試述紫外熒光法S02分析儀測量原理。答：熒光屬于分子的光致發(fā)光現(xiàn)象。處于基態(tài)的 分子在吸收適當(dāng)能量的光后，其價電子從成鍵分子軌道或非鍵軌道躍遷到反鍵分子軌道上去，成為激發(fā)態(tài)分子，激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定，會很快衰變到基態(tài)，激發(fā)態(tài)在返回到基態(tài)時伴隨著光子的輻射，所產(chǎn)生的光稱之為熒光。紫外熒光法S02分析儀測量原理是用紫外光 （190230nm）激發(fā)S02分子，處于激發(fā)態(tài)的S02 分子返回基態(tài)時發(fā)出熒光（240420nm），所發(fā)出的熒光強(qiáng)度與S02濃度呈線性關(guān)系，從而測出SO2濃度，反應(yīng)式如下：紫外激發(fā)反應(yīng) 發(fā)射熒光反應(yīng) 在一定的紫外激發(fā)光波長和一定的熒光發(fā)射光波 長下，測得的熒光強(qiáng)度可表示為：

17、 式中 熒光光強(qiáng)； 激發(fā)光光強(qiáng)； 熒光光量子產(chǎn)率； S02摩爾吸光系數(shù)； S02摩爾分?jǐn)?shù)； 吸收光路長度。只要濃度不是太大（<0.05），則熒光強(qiáng)度與樣品池中發(fā)光物質(zhì)的濃度成正比，用光電倍增管測出熒光光強(qiáng)，即可得到待測樣氣中的S02濃度。紫外熒光法S02分析儀測量原理示于圖10-16， 紫外光源發(fā)射的紫外光經(jīng)光源濾光片（又稱激發(fā)圖10-17 紫外熒光法S02分析儀氣路結(jié)構(gòu)圖1零點氣入口；2、4三通地磁閥；3量程氣入口；5樣品氣入口；6滲透膜除濕器；7毛細(xì)管；8芳烴切割器；9熒光反應(yīng)室；10光電倍增管；11信號處理器；12電源；13真空壓力表；14流量計；15真空調(diào)節(jié)閥；16抽氣泵；17排

18、氣口光濾光片，光譜中心220nm）進(jìn)入反應(yīng)室，S02分子在此產(chǎn)生熒光反應(yīng)，發(fā)出的熒光經(jīng)第二濾光片（又稱熒光濾光片，光譜中心330nm）投射到光電倍增管上，光電倍增管把熒光強(qiáng)度信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺?jīng)放大處理后指示記錄。 10-42 圖10-17是紫外熒光法S02分析儀的氣 路結(jié)構(gòu)圖，試說明其分析流程。圖10-16 紫外熒光法S02分析儀測量原理圖答：煙氣樣品經(jīng)過濾除塵后通過采樣電磁閥進(jìn)入儀器，首先進(jìn)入滲透膜除濕器的內(nèi)管，將煙氣中的水分除去，除濕后的樣品再經(jīng)芳烴切割器除去烴類，然后進(jìn)入熒光反應(yīng)室。反應(yīng)后的干燥樣氣再通入滲透膜除濕器的外管，吸收水分后由泵推出儀器。當(dāng)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)時，零點氣及量程氣經(jīng)相應(yīng)

19、電磁閥切換進(jìn)入儀器。紫外熒光法S02分析儀的主要干擾物質(zhì)是水分及芳烴類有機(jī)物，S02遇水會產(chǎn)生熒光猝滅反應(yīng)，造成負(fù)誤差；某些芳烴類化合物在190230nm紫外光的激發(fā)下也會發(fā)射熒光，造成正誤差，所以必須除去。10-43 試述紫外熒光法S02分析儀的主要性能指標(biāo)。 176圖10-15 外置式稀釋采樣器結(jié)構(gòu)原理圖答：紫外熒光法S02分析儀有多擋量程，如00.1,0.2,0.5,1,2,5,10pmm等。最低檢出濃度，響應(yīng)時間<2min，精度優(yōu)于。該分析儀已被國家環(huán)保局認(rèn)可，是目前測定空氣中S02較廣泛使用的儀器。測煙道氣中S02含量需采用稀釋采樣法，以適應(yīng)該儀器量程。10-44 試根據(jù)圖10

20、-18敘述化學(xué)發(fā)光法從NOx分析儀測量原理。圖10-18 化學(xué)法發(fā)光NOx分析測量原理圖答：化學(xué)發(fā)光是指化合物吸收化學(xué)能后，被激發(fā)到激發(fā)態(tài)，在由激發(fā)態(tài)返回至基態(tài)時，以光量子的形式釋放能量。測量發(fā)光強(qiáng)度對物質(zhì)進(jìn)行分析測定的方法稱為化學(xué)發(fā)光法?；瘜W(xué)發(fā)光法測定濃度的過程分為兩個步驟。（1）測定NO濃度 NO和O3發(fā)生化學(xué)發(fā)光反應(yīng)產(chǎn)生激發(fā)態(tài)NO2*，NO2* 返回基態(tài)NO2時發(fā)出一定能量的光，發(fā)光強(qiáng)度與NO濃度呈線性關(guān)系，從而測知NO含量。其反應(yīng)式為 該反應(yīng)的發(fā)射光譜在6003200 nm范圍內(nèi)，最強(qiáng)發(fā)光強(qiáng)度（光潛中心）在1200nm（處于近紅外光譜區(qū)）。大氣中NO反應(yīng)產(chǎn)物的發(fā)光強(qiáng)度可用下式表示： 式

21、中 發(fā)光強(qiáng)度； 一氧化氮濃度； 臭氧濃度； 參與反應(yīng)的第三種物質(zhì)濃度，通常是空氣； 與化學(xué)發(fā)光反應(yīng)溫度有關(guān)的常數(shù)。如果臭氧是過量的，M是恒定的，則I與NO成正比。(2)測定NOx和NO2濃度 NOx通常包括NO和NO2，即NOx=NO+NO2。測定N02時，首先將其定量轉(zhuǎn)化成NO，再利用NO與03的化學(xué)發(fā)光反應(yīng)進(jìn)行測定。目前較多采用的轉(zhuǎn)化反應(yīng)為鉬催化還原反應(yīng)： 反應(yīng)轉(zhuǎn)化率>96%，鉬催化劑經(jīng)再生可反復(fù)使用，再生反應(yīng)為： 煙氣經(jīng)兩路測量。一路測煙氣中的NO，另一路測以NO計的NO2和NO的總和，即NOx則NOx-NO，從而測得NO、NOx、NO2各自含量。10-45 圖10-19是化學(xué)發(fā)光

22、法NOx分析儀結(jié)構(gòu)原理圖，試敘述其測量過程和各部分的作用。答：干燥空氣進(jìn)入03反應(yīng)器，在此空氣中的02 在高壓（7000V）電弧放電作用下形成03，恒定流量的03再進(jìn)入反應(yīng)室。同時，將穩(wěn)定流量的煙氣樣品導(dǎo)入反應(yīng)室。為了使氣體有效混合，反應(yīng)室的進(jìn)氣管路設(shè)計成套管式，樣氣走內(nèi)管，O3走外管，在反應(yīng)室進(jìn)口處，樣氣總是被過量的03所包圍，在反應(yīng)室中03與NO產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光反應(yīng)，所發(fā)出的光由光電倍增管(PMT)檢出，經(jīng)放大后指示記錄NO 濃度。在樣氣流路上設(shè)有切換閥，可使樣氣經(jīng)轉(zhuǎn)換器再進(jìn)入反應(yīng)室，在鉬轉(zhuǎn)換中NOx（NO+NO2）全部轉(zhuǎn)換成NO，因此，樣氣經(jīng)過轉(zhuǎn)換后實際測定的是NOx濃度值，指示記錄NOx濃

23、度。前后兩次測定的結(jié)果經(jīng)減法器運(yùn)算，NOx-NO=NO2，指示記錄NO2濃度。反應(yīng)后的廢氣（含過量O3）經(jīng)洗滌器除去03后由抽氣泵排出。為了降低光電倍增管的暗電流和噪聲，提高信噪比，倍增管應(yīng)在低溫下工作，通常裝有半導(dǎo)體制冷器。10-46 試述化學(xué)發(fā)光法NOx分析儀的主要性能指標(biāo)。答：化學(xué)發(fā)光法NOx分析儀測量范圍大多在05000ppm之間，分多擋量。環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測和稀釋采樣法煙氣監(jiān)測所用的177圖10-19 化學(xué)發(fā)光法NOx分析儀結(jié)構(gòu)原理圖1干燥空氣；2O3發(fā)生器；3 反應(yīng)室；4電子線路； 5記錄儀；6指示表；7轉(zhuǎn)化器；8洗滌器； 9樣品氣；10廢氣化學(xué)發(fā)光法NOx分析儀測量范圍則在010p

24、m之間，也分為多擋量程，如 00.1，0.2，0.5，1，2，5，10ppm等，最低檢出濃度1ppd，響應(yīng)時間<2min，精度優(yōu)于。該分析儀已被國家環(huán)保局認(rèn)可，是目前測定空氣中NOx較廣泛使用的儀器，測煙道氣中NOx含量需采用稀釋采樣法，以適應(yīng)該儀器量程。10.2.3直接測量法連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)10-47 試述采用直接測量法的紫外吸收法煙氣監(jiān)測儀的構(gòu)成和工作原理。答：紫外光譜掃描吸收法煙氣監(jiān)測儀安裝在煙道上，探頭插入煙道中。它由測試分析儀、現(xiàn)場工控機(jī)、凈化空氣吹掃系統(tǒng)等部分組成，見圖10-20。測試分析儀完成SO2、NO、煙塵濃度測量，經(jīng)過RS-232 口傳至現(xiàn)場工控機(jī)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、存

25、儲。凈化空氣吹掃系統(tǒng)向測試儀探頭中不斷吹掃,以保持測試儀探頭中鏡片的淸潔。測試分析儀的光學(xué)系統(tǒng)主要由發(fā)射和接收兩大部分組成，包括光源，透鏡、角反射器、狹縫和多通道光譜儀等。光源發(fā)出的光經(jīng)過透鏡直接射入煙道中，通過煙氣吸收后經(jīng)角反射器返回，由狹縫進(jìn)入光譜儀，由光柵分光，在光柵色散焦平面由光二極管陣列測器CCD接收。光學(xué)系統(tǒng)見圖10-21?？紤]到煙氣溫度很高，而且有SO2等腐蝕性很強(qiáng)強(qiáng)的氣體成分，所以插入式探頭的氣體通道包括測量槽及有關(guān)配件，均采用不銹鋼、透紫外光的石英玻璃材料制作，氣體通道上的光學(xué)元件和密封元件均耐高溫。光源發(fā)出的寬帶紫外光束經(jīng)石英聚光透鏡后，由反射鏡反射到準(zhǔn)直透鏡，通過前窗鏡照

26、射到探頭后端的角反射鏡上，探頭前窗鏡上裝有透光波段200250nm的紫外濾光片。角反射鏡的反射光按原光路返回到光分束鏡上，然后經(jīng)過瞄準(zhǔn)器照射到光進(jìn)儀的入射狹縫上，通過光柵色散形成光譜。高靈敏度光二極管陣列檢測器CCD將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺珻CD 檢測器輸出的信號經(jīng)前置放大器放大后，送入高速信號采集A/D和CPU處理單元，采用適當(dāng)?shù)乃惴▽ζ?進(jìn)行處理得到S02、NOx、煙塵濃度、煙氣溫度等信息。 S02、NOx的測量基于朗伯比耳定律，選擇波段在200320nm的紫外光作光源，在此波段內(nèi)水分子和其他氣體分子幾乎沒有吸收。煙氣中主要吸收氣體分布見圖10-22，S02、NOx的濃度計算是通過圖中吸收峰

27、面積的積分來進(jìn)行的。煙塵只對整條譜線起著衰減作用，若煙塵濃度太大，以致發(fā)出的光回不來，或衰減至一個極低的水平，吸收譜線不能分辨，此時這種測量方法就不適用了。對煙塵的測量，仍是依據(jù)朗伯-比耳定律進(jìn)行的，即對采集到的整條光譜進(jìn)行分析，計算透過率。10-48 試述采用直接測量法的紅外吸收法煙氣監(jiān)測儀的工作原理。答：圖10-23是一種橫穿煙道的紅外吸收法煙氣監(jiān)測儀（法國Oldham 6000系列）原理示意圖。圖10-24是其主機(jī)外形圖。該儀器利用被測氣體對紅外線某一特定波長的吸收量來測量該種氣體的濃度。吸收量與被測氣體濃度和光線經(jīng)過的路程成正比。為了保證測最精度要求煙道直徑必須大于0.5m。從紅外光源

28、發(fā)出的紅外光束，經(jīng)過切光頻率900Hz調(diào)制，再利用望遠(yuǎn)鏡頭作準(zhǔn)直處理后即成為工作光束；它穿過待測氣流后，被后向反射鏡反射回望遠(yuǎn)鏡，再由望遠(yuǎn)鏡將其聚焦到光電轉(zhuǎn)換器上，窄帶干涉濾光片置于光電轉(zhuǎn)換器的前面作為氣體傳感器。光電轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的電信號經(jīng)過同步放大、解調(diào)及數(shù)字化處理后，再由計算機(jī)根據(jù)朗伯-比耳定律計算出相應(yīng)額氣體濃度和煙塵濃度。該儀器最多可測量五種氣體組分和煙氣濃度，顆測量的氣體組分包括SO2、NO、NO2、178圖10-20 紫外吸收法煙氣監(jiān)測儀系統(tǒng)構(gòu)成圖圖10-21 紫外吸收法煙氣監(jiān)測儀光學(xué)系統(tǒng)示意圖CO、CO2、HCl、H2O等，測量H2O的目的是補(bǔ)償其對SO2的干擾，并且使煙道內(nèi)水分子

29、含量的變化不對測量系統(tǒng)產(chǎn)生影響。儀器內(nèi)光電轉(zhuǎn)換器之前有一個氣體傳感器組件，即干涉濾光片論，如圖10-25所示。上面有6個氣體傳感器，每個傳感器上各裝有測量濾光片和參考濾光片，步進(jìn)電機(jī)按系統(tǒng)設(shè)置的順序和間隔轉(zhuǎn)動，每個傳感器對應(yīng)一種被測氣體組分。用戶可任選1 5種氣體組分和煙塵進(jìn)行測量。當(dāng)測量某種氣體組分時，步進(jìn)電機(jī)將對應(yīng)該組分吸收波段的兩個窄帶干涉濾光片依次置入光路，如圖10-26所示。測量濾光片的作用是讓待測組分吸收波段的能量完全通過，此時光電轉(zhuǎn)換器測出的結(jié)果是該吸收波段的所有能量。而參考濾179圖10-22 煙氣中主要吸收氣體分布 圖10-23 橫穿煙道的紅外吸收法煙氣監(jiān)測儀結(jié)構(gòu)原理示意圖圖

30、10-24 Oldham 6000系列主機(jī)外形圖光片的作用是把該波段中待測組分特征吸收波長能量完全吸收，即不讓這部分能量通過，其他波長的能量可以通過，因此光電轉(zhuǎn)換器測出的結(jié)果是待測組分特征吸收波長以外的所有能量。此時，測量信號Mcs對應(yīng)于待測組分吸收波段內(nèi)的透射光強(qiáng)，參考信號Ref對應(yīng)于同一波段內(nèi)不包括待測組分特征吸收波長的透射光強(qiáng)，此時，透射率SR計算方法如下： （應(yīng)當(dāng)說明，待測組分吸收波段內(nèi)一般包含一至幾個待測組分的特征吸收波長，它們之間并非連續(xù)分布。） 由于測最結(jié)果是測量光束和參考光束信號強(qiáng)度的比值，而不是其絕對值，所以不管發(fā)光器件和接收器件是否有老化現(xiàn)象，測量結(jié)果都不會發(fā)生變化。當(dāng)待測

31、組分和其他組分之間存在交叉干擾時，氣體傳感器采用如下組合形式：測量濾光片不動，參考濾光片改為測量濾光片+修正氣室（稱為參考濾光器），修正氣室內(nèi)充入高濃度的待測組分氣體。6000系列的零點校準(zhǔn)是自動按用戶設(shè)定的時間間隔進(jìn)行的，主機(jī)內(nèi)的可移動內(nèi)部反射鏡按設(shè)定的間隔自動移入光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)，使工作光束不能進(jìn)入煙道而從主機(jī)內(nèi)部的反射鏡直接反射到光電檢測器，此時分析儀的內(nèi)部氣室中充滿純凈的氮氣。6000系列的量程校準(zhǔn)不定期手動進(jìn)行，校準(zhǔn)過程聞零點校準(zhǔn)，此時給內(nèi)部氣室輸入所選成分的量程標(biāo)準(zhǔn)氣。應(yīng)該指出標(biāo)準(zhǔn)氣體的濃度值和品示結(jié)果與煙道直徑和內(nèi)部氣室長度之比有關(guān)。煙道內(nèi)顆粒物、水滴和水霧對吸光效應(yīng)產(chǎn)生干擾，當(dāng)煙道內(nèi)

32、的顆粒物濃度> 250mg/m3不宜采用該儀器進(jìn)行測量。10.3煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)10-49 煙氣參數(shù)檢測子系統(tǒng)的監(jiān)測項目有哪些？其作用是什么？答：該系統(tǒng)監(jiān)測項目有煙氣流速、溫度、壓力 （包括煙氣靜壓和大氣壓力）、濕度、氧含量等。其作用是測量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的干煙氣流量，以便計算排污總量。根據(jù)煙氣流速和煙道截面積可求得煙氣實際流量，進(jìn)行溫度、壓力、濕度修正后，可求得標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(273K，101325Pa) 干煙氣流量，乘以煙塵、氣態(tài)污染物濃度，可求出其排放率和累積排放量。再根據(jù)煙氣氧含量求得實測空氣過量系數(shù)，并折算成規(guī)定 空氣過量系數(shù)下的排放量。10-50 國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的煙氣流量測量方法有

33、哪幾種？測量范圍和測量精度要求是多少？ 答：有以下三種。（1）壓差法 用測速管流量計測最流量，它由皮托管（或均速管）測量元件和差壓變送器組成。 （2）超聲波法 用超聲波流量計測量流量，根據(jù)超聲波換能器安裝方式有內(nèi)置探頭式和外置式兩種結(jié)構(gòu)型式。 （3）熱傳感法 用熱平衡式質(zhì)量流量計測量流量，簡稱熱式質(zhì)量流量計，根據(jù)探頭上熱傳感元件的 多少，有單點插入式和多點插入式兩種。煙氣流量測量的本質(zhì)上是對流速的測量，測量范圍一般為040m/s，測量精度要求為,分辨率0.1/s，響應(yīng)時間1min。 在煙氣流量連續(xù)監(jiān)測方面，目前國際上一般采用 壓差法、超聲波法、熱傳感法三種，這三種方法對測量煙道氣均有較嚴(yán)格的要

34、求，并須進(jìn)行定期校核和維護(hù)。考慮到我國火電廠負(fù)荷波動大、煙氣含塵量高、煤質(zhì)波動大的現(xiàn)實情況，火電廠煙氣流量連續(xù)監(jiān)測應(yīng) 在成功試點和深入研 180圖10-25氣體傳感器組件圖10-26 采用窄帶干涉濾光片檢測吸收率的工作次序究對比的基礎(chǔ)上逐步推進(jìn)。因此，只HJ/752001 火電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范規(guī)定，火電廠煙氣流量可以采用連續(xù)監(jiān)測方法，也可以采用非連續(xù)監(jiān)測方法，所謂非連續(xù)監(jiān)測方法是指按GB/T 16157-1996固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法規(guī)定的方法，手工測試煙氣流量與電廠負(fù)荷變化相關(guān)曲線，并將其輸入CEMS系統(tǒng)，由電廠負(fù)荷確定煙氣流量，從而計算污染物排放總量。10

35、-51 試述壓差式煙氣流量計測量原理和優(yōu)缺點。答：測量原理：用皮托管、均速管測得煙氣全壓和靜壓，經(jīng)差壓計得到動壓（動壓=全壓-靜壓）， 動壓的平方根和流量成正比。優(yōu)缺點：（1）測量方法簡單可靠；（2）探頭易于拔出和插入，維修方便；（3）成本較低；（4）皮托管只能測量某一點的流速，均速管可測幾個點的平均流速；（5）流量系數(shù)不易求準(zhǔn)，低微差壓計穩(wěn)定性較差,精度較低，因而測量精度不高（皮托管為，均速管為）；（6）易受顆粒物堵塞，需頻繁反吹淸潔，維護(hù)置量較大。結(jié)論：價格便宜，精度不高，維護(hù)量較大，如資金有限可采用（推薦用均速管式）。10-52 什么是流體的靜壓力、動壓力和全壓力？答：當(dāng)流體靜止時，其中

36、任意一點上的壓力，不論在哪個方向上，其大小都是相同的，這個壓力便是靜壓力。動壓力是流體流動時所具有的動能，它的大小取決于流體的流速和密度。而非黏性流體的全壓力，是其動壓力和靜壓力之和。即 式中 全壓力，又稱總壓力； 靜壓力； 動壓力（為流體密度，為流速）。10-53 試述皮托管測量流量的原理。答：標(biāo)準(zhǔn)型皮托管的結(jié)構(gòu)如圖10-27所示。它是個彎成90o的雙層同心圓管，前端呈半圓形，正前 方有一開孔，與內(nèi)管相通，開孔正對著流體流向，用來測定全壓。在距前端6倍直徑處外管壁上開有一圈孔徑為1mm的小孔，通至后端的側(cè)出口，用于測定靜壓。然后將全壓力和靜壓力分別引人差壓計中。根據(jù)公式所以差壓 知道了某一點

37、的流速v，就可以根據(jù)皮托管的測點位置和流體的流速分布規(guī)律，求出管道中的平均流 速，再乘以管道截面積，便可以得出相應(yīng)的流體流量。 10-54 試述X型皮托管流量計的結(jié)構(gòu)原理和安裝要求。答：圖10-28是測量煙道氣時常用的X型皮托管，是由兩根相同的金屬管并聯(lián)組成。測量端有方向相反的兩個開口，測定時，面向氣流的開口測得的壓力為全壓，背向氣流的開口測得的壓力為靜壓。X型皮托管流量計主要由“X”型皮托管檢測頭、取壓管保護(hù)套管、差壓變送器、反吹控制閥等部件構(gòu)成。測量時將皮托管流速計檢測頭插人管路中，并使全壓和背壓探頭中心軸線處于過流斷面中心且與流線方向一致，全壓探頭測孔正面應(yīng)對來流，檢測流體總壓，并將其傳

38、遞給差壓變送器；同時背壓探頭測孔拾取節(jié)流靜壓也將其傳遞給變送器，變送器讀取動、靜壓差值并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的流量比例電流（420mA）傳送給顯示儀表或計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。皮托管內(nèi)外表面均做了特殊處理，可有效避免煙氣腐蝕并減少粉塵黏附。電磁閥主要用于臟污氣體（如鍋爐排放的煙氣）測量時系統(tǒng)反吹：當(dāng)探頭檢測孔黏附、積淀灰塵污物時，電磁閥定時或按預(yù)定程序開啟，將 181圖10-27 皮托管測量原理和結(jié)構(gòu)圖圖10-28 X型皮托管結(jié)構(gòu)圖壓縮空氣同時接入兩個取壓管進(jìn)行吹除作業(yè)；正常測量時電磁閥則處于關(guān)斷狀態(tài)。 皮托管安裝質(zhì)量對其測量有較大影響，由于皮托管流量計是依據(jù)充滿圓管的穩(wěn)定流動流體理論進(jìn)行工作的，因此選

39、擇測量點時應(yīng)遠(yuǎn)離風(fēng)機(jī)、閥門、彎頭等 易造成流態(tài)波動的元件，且測量點上游應(yīng)有3D5D 的直管段，以保證測量點處過流斷面速度分布規(guī)律符合要求。皮托管采用插入式安裝，因此全壓及背壓取壓管軸線必須和管道幾何對稱中心軸線共面，使得全壓測孔正面應(yīng)對來流。皮托管流量計在管線上的安裝姿態(tài)為：插入保護(hù)管軸線垂直相交管道幾何對稱中心軸線，安裝姿態(tài)不正確將引起皮托管儀表系數(shù)不確定度大大增加，安裝前應(yīng)測量好安裝點的相關(guān)尺寸以便凋整，使得皮托管安裝符合要求。10-55 什么是均速管流量計？試述其工作原理和構(gòu)成。答：均速管又稱為阿牛巴管，它是皮托管的發(fā)展和變形。均速管流量計可測得管道直徑上的平均流速，其工作原理是在垂直于

40、流向的圓管或菱形管外壁的迎流而上，按一定規(guī)律開若干個小孔（見圖10- 29），以測量流體的全壓（動壓十靜壓），在背流面上開一個小孔，以測量流體的靜壓（見圖10-30），全壓和靜壓分別引到差壓變送器的高低壓室，差壓變送器的輸出就表示流體流量。圖10-29中均速管上4個測壓孔的位置，可以有好幾種方法確。常用的是等面積法，就是將整個圓分成四個單元面積：兩個半圓和兩個半環(huán)，它們的面積彼此相等。然后根據(jù)速度分布規(guī)律求出每個面積內(nèi)的等效流速速v1、v2，進(jìn)而求得等效流速點的位置y1、 y2。也有的均速管上開有6個或更多開孔。均速管流量計的流量計算公式和孔板流量計一樣，流量和差壓的平方根成正比。10-56

41、均速管和皮托管相比，有哪些異同？答：均速管和皮托管一樣，用流體的全壓和靜壓的差值得到流體的動壓，從而求得流體的流速和流量。但皮托管測的是一個點的流速，通常是測管道中心的流速，安裝位置要求較嚴(yán)，而均速管是把管道截面分成幾個區(qū)，測出每個區(qū)上的流速，最后加以平均而得流體的平均流速。由于全壓孔是對稱開的，這樣可相互補(bǔ)償，以克服流體分布中可能出現(xiàn)的不對稱性。所以均速管流量計的流量系數(shù)比皮托管要穩(wěn)定一些，精度相對要高一些。皮托管和均速管流量計的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，壓力損失小，安裝維護(hù)方便，配上合適的閥門，可以在工藝系統(tǒng)運(yùn)行過程中插入或拔出管道，特別是對大管道的流量測量中，這些優(yōu)點更加突出，因為其他大

42、管道流量計價格都很貴，且安裝麻煩。皮托管和均速管流量計的缺點是精度較低，流量系數(shù)不易求準(zhǔn)，分散性很大，且要求流體淸潔，否則容易把測壓孔堵塞，測量煙氣流置時須頻繁反吹清掃。另外，皮托管和均速管流量計的差壓很小，屬低差壓和微差壓范圍，而差壓低微的變送器相對來說穩(wěn)定性較差，精度也較低，10-57 試述熱平衡式質(zhì)量流量計測量原理和優(yōu)缺點。答：測量原理：利用傳熱原理測量質(zhì)量流量，它有兩個鉑電阻溫度傳感器RP、Rt、Rp被加熱用以測流速，Rt測煙氣溫度作為參比溫度。煙氣流過RP時帶走的熱量與流速和RP阻值變化成比例，利用惠斯通電橋反饋電路控制RP的加熱功率，保持RP與Rt之間溫差恒定，則加熱功率（電壓或電

43、流）與煙氣的質(zhì)量流量成函數(shù)關(guān)系。優(yōu)缺點：（1）測量方法簡單可靠，精度較高（）；（2）探頭為自法式（自動清灰）不需要反吹， 但熱電阻需要定期清洗；（3）探頭為插入式，易于拔出和插人，維修方便；182均速管由銅或不銹鋼制成，通常有圓形管和菱形管兩種。當(dāng)流體流到均速管時，便在管的兩邊散開，并形成漩渦。圓形管的散開角（即分離點）變化較大，流量系數(shù)不穩(wěn)，所以現(xiàn)在多采用菱形截面的均速管。圖10-29 勻速管流量計迎流面孔圖圖10-30 勻速管流量計結(jié)構(gòu)圖（4）單點式只能測點流速，多點式（又稱熱均速管）可測平均流速；（5）價格適中。（6）測量精度隨熱敏電阻使用時間和性能變化而變化。 結(jié)論：價格適中，精度較髙

44、，維護(hù)量小，推薦采用。10-58 試述熱平衡式質(zhì)量流量計測量原理。答：KURZ公司熱平衡式質(zhì)量流量計測量原理，如圖10-31所示。KURZ熱式質(zhì)量流量計利用傳熱原理測量煙氣流 量。它由兩個鉑電阻溫度傳感器，一個是煙氣流速傳感器RP，一個是煙氣溫度傳感器Rt，分別連接在惠斯通電橋中。RP作為測量臂被加熱至溫度T1，Rt作為參比臂測得煙氣溫度T2，室溫下T1-T2=T=55oC。 當(dāng)工作時，煙氣流過RP，帶走的熱量與流速和RP 阻值變化成比例。為保持橋路平衡，通過反饋電路改變RP的加熱功率，則加熱功率p、溫差T、煙氣質(zhì)量流量qm之間有下述關(guān)系： 式中 p加熱功率；TRp與Rt之間的溫差，通過調(diào)整p

45、使其保持恒定B與實際流動有關(guān)的常數(shù)C與所測氣體物性如熱導(dǎo)率、比熱容、黏度有關(guān)的常數(shù)；k常數(shù)（在1/21/3之間）；qm質(zhì)量流量，,為密度，為體積流量。10-59 試述熱平衡式質(zhì)量流量計的主要性能指標(biāo)。答：以KURZ公司454FT插入式單點熱式質(zhì)量流量計為例，其主要性能指標(biāo)如下。測量原理 熱平衡法；煙氣流速 090m/s；煙氣溫度 -40+200oC； -40+500oC；煙氣壓力 <2.0MPa；速測量精度 煙氣溫度 -40+ 125oC 時為 煙氣溫度 0200oC 時為 煙氣溫度 0500。C 時為重復(fù)性誤 ；響應(yīng)時間 3s；供電 24VDC或230VAC； 功耗 15W輸出信號 4

46、20mA，繼電器接點；吹掃空氣 不需要。183圖10-31 KURZ熱平衡式質(zhì)量流量計測量原理10-60 什么是熱式均速管流量計？答：熱式均速管流量計實際上就是多點式熱質(zhì)量流量計。圖10-32所示是熱式均速管流量計在圓形管道和矩形管道上的安裝形式，各有單端插入式和雙端插入式兩種插入方式，每一根插入桿上可配置不同數(shù)目的熱絲感測元件，熱絲感測元件的位置坐標(biāo)按速度面積法確定。所謂速度面積法是測量管道某橫截面上多個局部流速，通過在該橫截面上的速度面積的積分來推算流量的方法。從圖中可以看出，熱式均速管流量計可以按照管道內(nèi)流速分布圖形配置感測元件的數(shù)目與位置，按速度面積法精確地測量復(fù)雜的速度分布畸變的流量

47、，特別適合于大型煙道煙氣流量的測量，加之其結(jié)構(gòu)簡單、安裝和維修方便、壓力損失小、校驗費(fèi)用低廉（只需校驗測量頭）、測量精度高（可達(dá))，因而在國外CEMS的煙氣流量監(jiān)測中得到了較為廣泛的應(yīng)用，是一種很有發(fā)展前途的煙氣流量計。10-61 試述超聲波式煙氣流置計測量原理和優(yōu)缺點。答：測量原理：超聲波在煙氣中的傳播速度，順流方向和逆流方向是不一樣的，其傳播的時間差與流速成正比。測得發(fā)射器和接受器在兩個方向的傳播時 間差即可求得流速。優(yōu)缺點：（1）測量方法簡單可靠，精度較高（）； （2）內(nèi)置探頭式可自潔，無需吹掃，外置式則需吹掃；（3）超聲波換能器不耐高溫，煙氣溫度一般不能超過220oC；（4）安裝要求嚴(yán)

48、格，工作量大；（5）價格較貴。結(jié)論：運(yùn)行穩(wěn)定，精度較高，維護(hù)量小，但價格較貴，如資金充裕可選用（建議用內(nèi)置探頭式）。10-62 什么是超聲換能器？它是怎樣工作的？ 答：超聲波流量計的傳感器稱為超聲換能器。主要由傳感元件、聲楔等組成。換能器有兩種，一種是發(fā)射換能器，另一種是接收換能器，發(fā)射換能器利用壓電材料的逆壓電效應(yīng)，將電路產(chǎn)生的發(fā)射信號加到壓電品片上，使其產(chǎn)生振動，發(fā)出超盧波，所以是電能和聲能的轉(zhuǎn)換器件。接收換能器利用的是壓電效應(yīng)，將接收到的聲波，經(jīng)壓電晶片轉(zhuǎn)換為電能,所以是聲能和電能的轉(zhuǎn)換器件。發(fā)射換能器和接收換能器是可逆的，即同一換能器，既可以作發(fā)射用，也可以作接收用，由控制系統(tǒng)的開關(guān)脈

49、沖來實現(xiàn)。 10-63 請導(dǎo)出時差法超聲波流量計測量流體流速的公式。答：如圖10-33所示，超聲波在順流方向傳圖10-32 熱式均速管流量計在圖形管道和矩形管道上的安裝形式184播的時間t1為 （10-1） 超聲波在逆流方向傳播的時間t2為 （10-2）式中 D管道內(nèi)徑； L超聲波聲程，L=D/sin c靜止流體中的聲速； v管道內(nèi)流體流速 vp流體流速v在聲道方向上的速度分量，vp=vcos；聲波傳播方向和流體流動方向的夾角。由式（10-1）、式（10-2）可得： （10-3） （10-4）由式（10-3）和式（10-4）可得： （10-5） （10-6）由于=45o，2=90o，所以sin

50、2=1，則式（10-6）可化為： （10-7）式（10-7）就是時差法超聲波流最計測量流體流速的公式。10-64 什么是超聲波換能器的夾裝式安裝？什么是濕式安裝？測量煙氣流緩時應(yīng)采用哪種安裝方式？方式？ 答：夾裝式安裝是指用夾裝件把換能器固定在測量管道的外壁上，測量時聲波透過管壁傳到被測氣體。濕式安裝是指換能器直接和介質(zhì)接觸，所以也稱直射式安裝。這種安裝方式的換能器通常和一段短管制成一體，短管的兩端有法蘭，安裝時通過法蘭和測量管道連接。濕式安裝也指在測量管進(jìn)上開孔，將換能器直接穿插在孔內(nèi)。對不好開孔的混凝土管道（如垂直煙筒），可將換能器固定在管道內(nèi)壁上，其信號通過電纜引至管道外。測量煙氣流量時

51、應(yīng)采用濕式安裝，而不能采用夾裝式安裝。因為固體管道和被測氣體的密度相差太大，聲波在管道壁中的傳播速度遠(yuǎn)大于在氣體中的傳播速度，聲波經(jīng)過管壁折射后，已無法滿足測量要求，所以，測量氣體流量時不能采用夾裝式超聲波流量計。11-65 超聲波流量計的示值和被測介質(zhì)的溫度、 壓力有無關(guān)系？答：聲音在被測介質(zhì)中的傳播速度和被測介質(zhì)的溫度、壓力有關(guān)。溫度越高，壓力越大，聲音傳播得越快，反之則越慢。其中聲速受溫度的影響較大，且聲速的溫度系數(shù)不是常數(shù)。但是，在超聲波流量計的結(jié)構(gòu)和電路內(nèi)，都有實時濕度、壓力自動補(bǔ)償。當(dāng)被測流體的溫度、壓力變化時，對流量計的指示影響很小，故可以看作對測量示值不起影響。10-66 什么是探頭式超聲波流量計？它有何優(yōu)點？答：在煙氣流量的檢測中，目前國外應(yīng)用較為普遍的超聲波流量計有兩種，一種是外裝式，即經(jīng)典的超聲波流量汁，需要在