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3产品设计
3.1TDLAS湿度分析仪产品设计
根据结构图，设计出TDLAS湿度分析仪主机：
图4.TDLAS湿度分析仪主机示意图
Fig.4SchematicdiagramofTDLAShuityanalyzerhost
其中，该产品的主要参数如下：
表1产品主要参数表
Tab.1Mainparameterlistofproducts
根据测量工艺要求，该分析仪需装配在烟囱管道法兰上，因此设计该分析仪探头如下，其中探头前端为TDLAS光学探测气室，采用高精度光学耦合技术实现耐高温250℃（耐350℃样机正在试验，产品有望近期推出）、耐高湿环境（100%RH）、本质安全的特点。
3.2湿度标定系统及方法
TDLAS作为湿度传感测量，首选需建立符合该技术的湿度标定系统方法。目前公司产品使用北京市国瑞智新技术有限公司生产的双压法湿度发生器（二级标准）。该发生器可生成相对湿度从20%~90%，误差≤1%的水汽，用于湿度对比试验中水汽环境的生成，使用MichelleS8000型露点仪作为湿度校准设备，提供相对湿度误差≤1%RH的校准。
试验条件为：发生器输出10℃温度下，相对湿度从20%~90%输出，再回到相对湿度20%，每次调整湿度输出稳定时间为15分钟；同样方法再进行20℃下试验。
3.3试验结果与分析
基于TDLAS技术的湿度分析仪在10℃相对湿度20%~90%再回到20%结果如图5所示。20℃结果如图6所示。
通过测量数据可以得出，湿度上升和湿度下降时，分析仪测试数据线性度好（线性度R2=99.95%），重复性好，相对湿度误差＜1%，未出现退湿慢的情况。
图5.10℃TDLAS传感器系统数据对比
Fig.5DatacomparisonofTDLASsensorsystemin10℃
图6.20℃TDLAS传感器系统数据对比
Fig.620℃DatacomparisonofTDLASsensorsystemin20℃
因此，通过试验验证，本公司产品在湿度测量中具有重复性好，响应速度快，无退湿滞后等优点。
4现场应用
该分析仪应用在河北省某石油炼化厂烟气出口烟囱上。该点的工况是：温度20℃~60℃（45℃为典型值），相对湿度80%RH~100%RH，压力为常压或者微负压。
分析仪插入管道法兰上，主机通过RS485接口与上传系统连接，上传系统将数据远程传输至监测平台。
图7.产品安装现场
Fig.7Productinstallationsite
图8.监测平台
Fig.8Monitoringplatform
系统连接后显示相对湿度100%RH，属于高湿范畴。分析仪每隔30秒向监测平台传输一组数据包，监测平台将收到的数据实时显示。分析仪于2017年11月份安装至今已有6个多月的时间，测量情况依然稳定，如图9所示：
图9.测量数据趋势
Fig.9Datatrendofmeasurement
4结束语
本文介绍了基于TDLAS技术的湿度分析仪工作原理与产品结构，制定了一种湿度标定方法，湿度测量重复性、响应时间及退湿情况均表现良好，证明了使用TDLAS技术可以实现水汽的准确、可靠测量。最后，该仪器在某石油炼化厂进行现场应用，通过实际运行数据得出该仪器在高湿高腐蚀性环境中可长期在线运行，且稳定性，准确性良好，可靠性高。
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