TDLAS可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)

目前，激光氣體分析系統(tǒng)已經(jīng)在冶金、石化、化工、環(huán)保等重要流程工業(yè)領(lǐng)域有成熟的應(yīng)用和解決方案，成為流程工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分。

 

技術(shù)原理

TDLAS技術(shù)采用的半導(dǎo)體激光光源的光譜，寬度遠(yuǎn)小于氣體吸收譜線的展寬，得到單線吸收光譜，因此TDLAS技術(shù)是一種高分辨率吸收光譜技術(shù)。
在選擇該吸收譜線時(shí)，應(yīng)保證在所選吸收譜線頻率附近約10倍譜線寬度范圍內(nèi)無測量環(huán)境中背景氣體組分的吸收譜線，從而避免這些背景氣體組分對(duì)被測氣體的交叉吸收干擾，保證測量的準(zhǔn)確性。例如，圖1中位于6408cm-1頻率處的CO吸收譜線附近無H2O吸收譜線，從而測量環(huán)境中水分不會(huì)對(duì)CO的測量產(chǎn)生干擾。

“單線光譜”測量技術(shù)原理

激光束通過長度為L，壓力為P，溫度為T，濃度為X的氣體介質(zhì)，氣體介質(zhì)對(duì)激光的吸收滿足Beer-Lambert（朗伯-比爾）定律，即被測組分對(duì)特定波長的光具有吸收，且吸收強(qiáng)度與組分濃度成正比。

TDLAS與相敏檢測技術(shù)結(jié)合,通過快速調(diào)制激光頻率使其掃過被測氣體吸收譜線的一定頻率范圍，然后采用相敏檢測技術(shù)測量被氣體吸收譜線吸收后的透射激光光強(qiáng)中的諧波分量來分析氣體的吸收。調(diào)制光譜技術(shù)通過有效壓縮噪音帶寬，可以獲得較好的檢測靈敏度。

原位測量原理

激光氣體分析系統(tǒng)可以直接安裝在管道上，實(shí)現(xiàn)真正的非接觸式原位測量。

安裝時(shí)只需將發(fā)射單元和接收單元通過標(biāo)準(zhǔn)法蘭對(duì)準(zhǔn)固定在被測煙氣管道的兩側(cè)，即可實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)煙氣分析。發(fā)射單元發(fā)出的激光束穿過被測氣體，被安裝在管道相對(duì)方向上的接收單元中的光電探測傳感器接收，獲得的測量信號(hào)通過處理得到濃度信息。分析系統(tǒng)同時(shí)配置有吹掃系統(tǒng)、防爆系統(tǒng)等輔助設(shè)備。吹掃系統(tǒng)控制工業(yè)用氮?dú)鈱?duì)發(fā)射、接收單元的光學(xué)視窗進(jìn)行吹掃，避免煤氣中粉塵長期污染光學(xué)視窗而造成激光透射光強(qiáng)的大幅下降。防爆系統(tǒng)使儀器滿足防爆要求，可安裝在爆炸性工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境。維護(hù)時(shí)只需將發(fā)射和接收兩端玻片上的灰塵和污漬擦凈即可，維護(hù)量很小，周期可以達(dá)到三個(gè)月以上。

主要特點(diǎn)：

TDLAS可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)非接觸測量，廣泛地應(yīng)用在惡劣工業(yè)環(huán)境下的氣體濃度的測量與控制。根據(jù)客戶的需求，還可以測量多種工業(yè)參數(shù)如溫度、壓力、流速等。