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技術(shù)專欄

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激光氣體分析儀的測量原理和特點(diǎn)

  TDLAS技術(shù)本質(zhì)上是一種光譜吸收技術(shù),通過分析激*被氣體的選擇性吸收來獲得氣體的濃度。它與傳統(tǒng)紅外光譜吸收技術(shù)的不同之處在于,半導(dǎo)體激*光譜寬度遠(yuǎn)小于氣體吸收譜線的展寬。

  調(diào)制光譜檢測技術(shù)

  調(diào)制光譜檢測技術(shù)是一種被廣泛應(yīng)用的可以獲得較高檢測靈敏度的DLAS技術(shù)。它通過快速調(diào)制激*頻率使其掃過被測氣體吸收譜線的定頻率范圍,然后采用相敏檢測技術(shù)測量被氣體吸收后透射譜線中的諧波分量來分析氣體的吸收情況。調(diào)制類方案有外調(diào)制和內(nèi)調(diào)制兩種,外調(diào)制方案通過在半導(dǎo)體激*器外使用電光調(diào)制器等來實(shí)現(xiàn)激*頻率的調(diào)制,內(nèi)調(diào)制方案則通過直接改變半導(dǎo)體激*器的注入工作電流來實(shí)現(xiàn)激*頻率的調(diào)制。由于使用的方便性,內(nèi)調(diào)制方案得到更為廣泛的應(yīng)用,下面簡單描述其測量原理

  在激*頻率掃描過氣體吸收譜線的同時(shí),以一較高頻率正弦調(diào)制激*工作電流來調(diào)制激*頻率,瞬時(shí)激*頻率可表示為式中,(t)表示激*頻率的低頻掃描;a是正弦調(diào)制產(chǎn)生的頻率變化幅度;w為正弦調(diào)制頻率。透射光強(qiáng)可以被表達(dá)為下述Fourier級(jí)數(shù)的形式。

  諧波分量可以使用相敏探測器(PSD)來檢測。調(diào)制光譜技術(shù)通過高頻調(diào)制來顯著降低激*光器噪聲(1/f噪聲)對(duì)測量的影響,同時(shí)可以通過給PSD設(shè)置較大的時(shí)間常數(shù)來獲得很窄帶寬的帶通濾波器,從而有*壓縮噪聲帶寬。因此,調(diào)制光譜技術(shù)可以獲得較好的檢測靈敏度。

  技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢

  (1)不受背景氣體的影響

 ?。?)不受粉塵與視窗污染的影響

 ?。?)自動(dòng)修正溫度,壓力對(duì)測量的影響

  激光氣體在線分析儀用來進(jìn)行連續(xù)工業(yè)過程和氣體排放測量,適合于惡劣工業(yè)環(huán)境應(yīng)用,如鋼鐵各種燃爐、鋁業(yè)和有色金屬、化工、石化、水泥、發(fā)電和垃圾焚燒等。

  特征

  高分辨率(激*掃描頻率是傳統(tǒng)激*分析儀的幾倍)

  模塊化設(shè)計(jì),可現(xiàn)場模塊化替換,快速維護(hù)和維修

  高光穿透能力,適合于高粉塵阻擋環(huán)境應(yīng)用

  *利性*空動(dòng)力學(xué)原理插入管,適合于特高粉塵阻擋環(huán)境應(yīng)用

  無交叉干擾

  無需采樣,現(xiàn)場在線直接測量

  快速測量(響應(yīng)時(shí)間可低于1秒)

  結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)固耐用

  根據(jù)應(yīng)用要求不同,主要有以下幾種組態(tài)型號(hào):

  原位型

  激*原位測量,響應(yīng)速度快,測量精度高

  集成式正壓防爆設(shè)計(jì),安*可靠

  模塊化設(shè)計(jì),可現(xiàn)場更換所有功能模塊,維護(hù)方便

  智能化程度高、操作方便

  旁路型激*旁路測量,測量精度高,抗干擾能力強(qiáng)

  光學(xué)非接觸測量,可直接測量高溫、強(qiáng)腐蝕性氣體

  旁路處理裝置簡單、可靠,可直接安裝在過程管道處

  全系統(tǒng)防爆,支持氣體溫度、壓力自動(dòng)補(bǔ)償

  分布型

  分布式激*測量,支持八個(gè)測量通道,高性價(jià)比

  測量通道*立激*測量模塊,可靠性高

  網(wǎng)絡(luò)化集中顯示和控制,監(jiān)控方便

  測量氣體成分和探測*限

  管道式測量

  遠(yuǎn)程式測量

  采樣式測量

  管道式測量

  遠(yuǎn)程式測量

  采樣式測量

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