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直測式CEMS煙氣在線監測系統主要結構可包括光學系統、測量和控制系統、數據采集和傳輸系統、校準單元、吹掃系統等等。

1.光學探頭

光學探頭直測式CEMS煙氣在線監測系統采樣的關鍵。光學探頭的部件一般都采用耐高溫耐腐蝕的材料，以應對煙道中含有大量二氧化硫、粉塵、以及高溫等惡劣環境。

2.測量和控制系統

 測量和控制系統通過電子元件控制整個系統的協調配合。電氣系統設計微弱信號、自動控制、軟件等多項技術。

3.數據采集和傳輸單元

數據采集和傳輸單元將煙氣的測量數據進行采集并上傳至地方的生態環境平臺。

4.校準單元

直測式CEMS煙氣在線監測系統可以內置校準池，也可以在光路中放置標氣池，進行手工校準。

5.吹掃保護系統

 吹掃保護系統由空氣凈化裝置、吹掃風機、管路、信號監測等部分組成。空氣經凈化裝置過濾后，被吹掃風機加速，送入管路吹向探頭內，保護鏡片不被煙塵污染。