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排放測量儀器中的技術 –
測量原理 & 系統設計
排放測量儀器將NDIR和電化學傳感器技術等物理測量原理與針對應用定制的採樣和氣體調節系統相結合，以可靠地測定CO、CO2、NOx或SO2等氣體成分（單位為mg/m3或vol.%）。正確技術的選擇決定了在實際運行條件下測量值是否穩定、符合標準且具備長期運行能力。
NDIR測量 – 用於氣體分析的紅外技術
非分散紅外測量（NDIR）是排放測量技術中最重要的技術之一。它基於某些氣體（如CO、CO2或NO）在特徵波長範圍內吸收紅外輻射這一事實。NDIR分析儀將紅外光通過充滿待分析氣體的測量池，並測量光的衰減。根據朗伯-比爾定律，從該衰減計算氣體濃度。
NDIR測量路徑以高長期穩定性和對特定成分的選擇性為特徵。它們常用於連續排放測量，需要覆蓋跨越多個數量級的測量範圍（例如從幾mg/m³到g/m³範圍）。在許多CEMS系統中，多個NDIR通道並行使用，以同時檢測不同成分。
NDIR技術的優點與限制
NDIR測量的優點包括：
高長期穩定性和低漂移，
對特定氣體具有良好的選擇性，
適合具有短更新時間的連續測量。
當氣體沒有明顯的紅外吸收，或相似吸收帶之間的交叉靈敏度需要仔細補償時，就會出現限制。此外，NDIR測量需要測量系統中穩定的溫度和規定的壓力，以便在標準條件下正確換算為mg/m3。
電化學和順磁性傳感器
電化學傳感器常用於排放測量儀器中O2、NO、NO2、SO2或CO的測量。電化學傳感器由帶有電解質和電極的測量池組成。待測氣體擴散進入測量池，發生電化學反應，產生與氣體濃度成正比的電流。電化學傳感器結構緊湊、性價比高，特別適合移動式排放測量儀器。
順磁性傳感器尤其用於精確的O2測量。它們利用氧氣具有順磁性（即被磁場吸引）而大多數其他氣體具有反磁性這一事實。在順磁性O2傳感器中，測量氣體中O2濃度的變化會導致磁場中可測量的運動或力的變化。該變化被電氣檢測並轉換為O2濃度。
對於用戶來說，會產生這樣的問題：何時電化學傳感器已足夠，何時順磁性傳感器更為合適？答案取決於對精度、長期穩定性和維護工作量的要求。在移動設備中，電化學傳感器在精度和易用性之間提供了良好的平衡。在對精度和可用性要求較高的固定系統中，順磁性O2傳感器可以提供優勢。
採樣、加熱管線和氣體調節
為使傳感器或測量路徑提供可靠的結果，必須在實際分析前正確提取和調節煙氣。因此，典型的排放測量鏈包括：
煙氣流中的加熱提取探頭，
加熱採樣管線，
過濾器和粒子分離器，
氣體調節模組（例如冷卻器、冷凝液收集器），
流量監測以及必要時的泵。
加熱提取探頭確保可凝結成分不會在探頭中沉積並使測量值失真。加熱採樣管線防止冷凝直至氣體調節階段。在氣體調節階段，煙氣被調節至規定條件——例如通過乾燥至特定殘餘水分水平或通過分離粉塵和氣溶膠。只有這樣，調節後的氣體才能到達分析儀。
氣體調節系統的典型組件
用於連續排放測量的標準氣體調節系統通常包括：
用於分離粗顆粒的預過濾器，
用於降低濕度的氣體洗滌器或乾燥單元，
用於去除殘餘顆粒的精細過濾器，
用於流量和冷凝液的監測裝置。
氣體調節系統的設計在很大程度上取決於應用場景。在粉塵密集的工藝中（例如水泥窯），過濾器和探頭必須特別堅固且易於維護。在潮濕的含硫煙氣中，適當的材料選擇對於避免腐蝕和測量誤差至關重要。
系統選擇：移動式 vs. 固定式排放測量系統
從技術角度來看，移動式和固定式排放測量系統主要在採樣、氣體調節和分析儀技術的設計上有所不同。移動式儀器通常將電化學傳感器和緊湊型NDIR測量路徑組合在一個便攜式外殼中，該外殼針對在不同測量地點使用進行了優化。而固定式系統則設計用於在固定測量地點的連續運行，具有擴展的氣體調節、自動零點和量程檢查以及連續監測裝置。
移動式和固定式技術之間的選擇取決於以下問題：
是定期檢查還是法律要求的連續監測？
需要監測多少個測量地點，以及它們的可達性如何？
適用哪些精度和可用性要求？
移動式排放測量儀器非常適合服務技術人員、調試或在多個工廠進行的專項測量。當需要永久監測限值並有相應要求時，固定式系統是首選。
