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非色散型红外吸收气体浓度变送监控技术

一、项目概要
    气体浓度变送监控技术是工业过程、安全和环保监控必不可少的关键技术之一，在煤炭、石油、化工、冶金、烟草、食品、制药等行业以及环保工程和生物工程等方面都有着广泛的用途，它对于提高产品质量、降低能源消耗、保证生产安全、防止环境污染等方面都起着十分重要的作用。本技术是利用不同气体成分在红外波段内均有不同的特征吸收波长，根据气体成分对某一特征吸收波长的吸收大小而确定气体的浓度，在本技术中采用广谱的红外发光光源（2—20μm）、多只窄带的干涉滤光片和高灵敏的红外探测器以及高精度模数转换，将气体成分的浓度信息转换为数字信号，由微处理器进行信息处理，并转换为气体浓度的数字信号和4—20mA的标准信号，从而实现气体浓度的变送监测。

    本技术具有以下优点：1、可完全避免干扰气体对监测气体的干扰；2、不存在诸如电化学气体传感器，在气体浓度超过极限时的“中毒”现象；3、可实现多气体浓度的变送监测；4、监测精度高，可达到ppm级；5、无转动部件，具有极高的可靠性。
本技术属光电子一体化智能监控仪表范畴，是国家重点支持的高新技术领域。项目所需的关键器件如红外光源、红外探测器、高精度A/D转换芯片拟直接从国外进口，其它材料和器件从国内采购。

二、国内外技术发展状况及项目达到的水平
    国内生产的工业用气体浓度变送监测装置，大都采用电化学式气体传感器，且电化学传感器主要依靠进口，非色散型红外吸收气体浓度变送监测装置大都是从国外进口，国内仅有几家分析仪器厂生产非色散型红外吸收气体分析仪器（台式仪器），但大都采用镍铬电热丝作为红外辐射光源，并采用切光片进行调制和薄膜微音检测器进行信号检测，在密封、防振和可靠性方面存在问题，测量精度不高，一般在满量程的2—5%左右，目前尚无生产非色散型红外吸收气体浓度变送监测装置的企业。

    在红外气体变送监测领域，国外的发展很快，如美国的SCOTT公司以生产非色散型红外气体浓度变送器为主，测量精度能达到满量程的2%，并逐渐取代电化学式气体浓度变送器，且随着微电子技术的发展，采用微电子机械（MEMs）一体化的红外气体传感器的研究正在兴起，并向着体积小、功耗低、精度高、稳定性好、可靠性高，易于实现本质安全等方向发展。

    本项目的总体技术水平可达到国际先进水平。

三、项目的市场前景
    本技术在煤炭、石油、化工、冶金（过程监测，泄漏监测）、烟草、食品、制药、进出口检疫、粮食储备仓库熏蒸过程气体浓度监测等领域以及环保工程（污染检测）和生物工程等方面都有着广泛的用途，有着巨大的潜在市场，以煤炭行业为例，全国共有规模以上煤炭企业共2795家（国家统计局2000年统计年鉴数据），若按每家煤炭企业需要100台气体变送监测装置计算，仅煤炭行业就迫切需要27.95万台的瓦斯等气体浓度变送监测装置，加之其它行业的需求，全国的潜在市场约为30万台。

    本技术及其产品的技术水平处于国际先进水平，其价格约为进口产品的50%左右，是电化学式气体浓度变送技术的理想替代产品，且完全可以替代进口，在国内市场具有很强的竞争力，并有望进入国际市场。

四、经济效益分析
    非色散型红外吸收气体浓度变送监测技术属国家重点支持发展的高新技术领域，产品的附加值很高，在煤炭（一氧化碳、瓦斯监测）、石油、化工、冶金（过程监测，泄漏监测）、环境保护（污染检测）、生物医药工程、烟草、进出口检疫、粮食储备仓库熏蒸过程气体监测等领域有广阔的应用市场，其潜在市场巨大。若组织规模化生产，达产规模为年产2,000台，每台生产成本约3,000元，售价高达9,000元左右（相当于进口电化学气体变送器的价格），投产第一年销售500台，可实现年销售收入450万元，利税270万元，第二年销售1000台，可实现销售收入900万元，利税600万元，投产第三年达到设计规模，销售2000台，可实现年销售收入1,800万元，利税1,200万元，经济效益十分可观。同时它对于提高产品质量、降低能源消耗、防止环境污染、保证生产安全、减少灾害损失等方面将起着十分重要的作用，具有很大的社会效益。
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