激光甲烷检测仪基本工作原理介绍

   日期:2019-04-10     来源:中国仪器网    作者:仪器信息网    浏览:1096    评论:0    
核心提示:激光甲烷检测仪工作原理激光甲烷检测仪采用TDLAS技术测定气体中甲烷浓度。TDLAS技术是可调谐半导体激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscop

激光甲烷检测仪工作原理


激光甲烷检测仪采用TDLAS技术测定气体中甲烷浓度。TDLAS技术是可调谐半导体激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)的简称。该技术主要是利用可调谐半导体激光器的窄线宽和波长随注入电流改变的特性实现对分子的单个或几个距离很近很难分辨的吸收线进行测量。


TDLAS技术基本原理


Lambert-Beer 定律。当一束的光穿过充满气体的吸收池后,其强度会因分子吸收而衰减。入射光在穿过厚度为 dl 的分子层时其强度的衰减量 dI 与传输到这里的光强成正比。


因此,TDLAS技术是一种高分辨率的光谱吸收技术,半导体激光穿过被测气体的光强衰减可用朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律表述式中,IV,0和IV 分别表示频率V的激光入射时和经过压力P,浓度X和光程L的气体后的光强;S(T)表示气体吸收谱线的强度;线性函数g(v-v0)表征该吸收谱线的形状。通常情况下气体的吸收较小,可用式(4-2)来近似表达气体的吸收。这些关系式表明气体浓度越高,对光的衰减也越大。因此,可通过测量气体对激光的衰减来测量气体的浓度。


在激光频率扫描过气体吸收谱线的同时,以一较高频率正弦调制激光工作电流来调制激光频率,瞬时激光频率可表示为式中,(t)表示激光频率的低频扫描;a是正弦调制产生的频率变化幅度;w为正弦调制频率。透射光强可以被表达为下述Fourier级数的形式。


谐波分量可以使用相敏探测器(PSD)来检测。调制光谱技术通过高频调制来显著降低激光光器噪声(1/f噪声)对测量的影响,同时可以通过给PSD设置较大的时间常数来获得很窄带宽的带通滤波器,从而有效压缩噪声带宽。因此,调制光谱技术可以获得较好的检测灵敏度。


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激光甲烷测定检测仪技术特点


激光甲烷测定检测仪用来进行连续工业过程和气体排放测量,适合于恶劣工业环境应用,如钢铁各种燃炉、铝业和有色金属、化工、石化、水泥、发电和垃圾焚烧等。


不受干扰气体影响 不受粉尘、水气、温度影响 高灵敏度:依赖于光程,灵敏度可达1ppm 无零点漂移,无定期校正要求,可在无氧环境中使用 甲烷测定检测仪可同时实现高低浓度检测、传感器无中毒风险,工作无耗材,无传感探头定期更换要求该气体监测仪内部主要由传感器、管道过滤器、两级标气减压阀、气路管道等构成,在出厂前,报警极限已经设定为默认值,并且传感器都预先用标准浓度的气体进行了校正。


 
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