[00011229]非色散型紅外吸收氣體濃度變送監控技術

一、項目概要 　　氣體濃度變送監控技術是工業過程、安全和環保監控必不可少的關鍵技術之一，在煤炭、石油、化工、冶金、煙草、食品、制藥等行業以及環保工程和生物工程等方面都有著廣泛的用途，它對于提高產品質量、降低能源消耗、保證生產安全、防止環境污染等方面都起著十分重要的作用。本技術是利用不同氣體成分在紅外波段內均有不同的特征吸收波長，根據氣體成分對某一特征吸收波長的吸收大小而確定氣體的濃度，在本技術中采用廣譜的紅外發光光源（2-20μm）、多只窄帶的干涉濾光片和高靈敏的紅外探測器以及高精度模數轉換，將氣體成分的濃度信息轉換為數字信號，由微處理器進行信息處理，并轉換為氣體濃度的數字信號和4-20mA的標準信號，從而實現氣體濃度的變送監測。本技術具有以下優點：1、可完全避免干擾氣體對監測氣體的干擾；2、不存在諸如電化學氣體傳感器，在氣體濃度超過極限時的"中毒"現象；3、可實現多氣體濃度的變送監測；4、監測精度高，可達到ppm級；5、無轉動部件，具有極高的可靠性。 　　本技術屬光電子一體化智能監控儀表范疇，是國家重點支持的高新技術領域。項目所需的關鍵器件如紅外光源、紅外探測器、高精度A/D轉換芯片擬直接從國外進口，其它材料和器件從國內采購。 　　二、國內外技術發展狀況及項目達到的水平 　　國內生產的工業用氣體濃度變送監測裝置，大都采用電化學式氣體傳感器，且電化學傳感器主要依靠進口，非色散型紅外吸收氣體濃度變送監測裝置大都是從國外進口，國內僅有幾家分析儀器廠生產非色散型紅外吸收氣體分析儀器（臺式儀器），但大都采用鎳鉻電熱絲作為紅外輻射光源，并采用切光片進行調制和薄膜微音檢測器進行信號檢測，在密封、防振和可靠性方面存在問題，測量精度不高，一般在滿量程的2-5%左右，目前尚無生產非色散型紅外吸收氣體濃度變送監測裝置的企業。 　　在紅外氣體變送監測領域，國外的發展很快，如美國的SCOTT公司以生產非色散型紅外氣體濃度變送器為主，測量精度能達到滿量程的2%，并逐漸取代電化學式氣體濃度變送器，且隨著微電子技術的發展，采用微電子機械（MEMs）一體化的紅外氣體傳感器的研究正在興起，并向著體積小、功耗低、精度高、穩定性好、可靠性高，易于實現本質安全等方向發展。 　　本項目的總體技術水平可達到國際先進水平（90年代末期）。 　　三、項目的市場前景 　　本技術在煤炭、石油、化工、冶金（過程監測，泄漏監測）、煙草、食品、制藥、進出口檢疫、糧食儲備倉庫熏蒸過程氣體濃度監測等領域以及環保工程（污染檢測）和生物工程等方面都有著廣泛的用途，有著巨大的潛在市場，以煤炭行業為例，全國共有規模以上煤炭企業共2795家（國家統計局2000年統計年鑒數據），若按每家煤炭企業需要100臺氣體變送監測裝置計算，僅煤炭行業就迫切需要27.95萬臺的瓦斯等氣體濃度變送監測裝置，加之其它行業的需求，全國的潛在市場約為30萬臺。 　　本技術及其產品的技術水平處于國際先進水平，其價格約為進口產品的50%左右，是電化學式氣體濃度變送技術的理想替代產品，且完全可以替代進口，在國內市場具有很強的競爭力，并有望進入國際市場。 　　四、經濟效益分析 　　非色散型紅外吸收氣體濃度變送監測技術屬國家重點支持發展的高新技術領域，產品的附加值很高，在煤炭（一氧化碳、瓦斯監測）、石油、化工、冶金（過程監測，泄漏監測）、環境保護（污染檢測）、生物醫藥工程、煙草、進出口檢疫、糧食儲備倉庫熏蒸過程氣體監測等領域有廣闊的應用市場，其潛在市場巨大。若組織規模化生產，達產規模為年產2,000臺，每臺生產成本約3,000元，售價高達9,000元左右（相當于進口電化學氣體變送器的價格），投產第一年銷售500臺，可實現年銷售收入450萬元，利稅270萬元，第二年銷售1000臺，可實現銷售收入900萬元，利稅600萬元，投產第三年達到設計規模，銷售2000臺，可實現年銷售收入1,800萬元，利稅1,200萬元，經濟效益十分可觀。 　　同時它對于提高產品質量、降低能源消耗、防止環境污染、保證生產安全、減少災害損失等方面將起著十分重要的作用，具有很大的社會效益。