可調諧半導體激光吸收光譜(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)是利用激光能量被氣體分子“選頻”、吸收形成吸收光譜原理來測量氣體濃度的一種技術。具體來說,半導體激光器發射出特定波長激光束穿過被測氣體時,被測氣體對激光束進行吸收導致激光強度產生衰減,激光強度衰減與被測氣體含量成正比,測量激光強度衰減信息就可以分析獲被測氣體濃度。根據朗伯-比爾定律,可得到氣體濃度。這樣,激光氣體分析儀可實現對樣氣中的氣體濃度進行實時監測。
激光氣體分析儀結合了經過考驗的檢測技術,易于使用的軟件菜單,提供了的靈活性和可靠性。激光氣體分析儀具有如下的特性:
- 多行數字顯示
- 菜單式驅動軟件
- 現場可編程量程
- 多通道模擬輸出
- 高靈敏度
- 快速響應時間
- 全量程的線性響應
- 配有RS-232和RS-485通訊接口,可與數據采集儀相連
- 采用大屏幕界面,中英文可實現切換,方便直觀
- 具有數據轉儲功能,可將數據存于軟盤,使數據*保存
工作原理
根據激光光譜測量原理和不同的氣體組分具有各自特定的光吸收實現快速和無干擾地測量氣體濃度。
激光氣體分析儀三大技術保證現場在線精確測量:
“單線光譜”技術——不受背景氣體交叉干擾的影響;
激光頻率掃描技術——自動修正粉塵和視窗污染對測量濃度的影響;
譜線展寬自動修正技術——消除氣體環境參數(溫度和壓力等)變化的影響。
激光在線分析系統包括內置激光器的分析儀、發射激光光束并穿過被測介質的光學發射端、安裝在被測介質另一端接收透射光的接收端。發射單元包括半導體激光器、測量半導體激光器工作溫度的測溫元件和控制裝置。分析控制器(分析儀)自身可以安置在遠離現場監測點1km之外的控制室內,現場光學傳感系統與分析控制器之間通過光纖和同軸電纜連接,測量的數據被保存在系統的分析控制器內的閃存卡或外部電腦上,外部電腦通過以太網網口或RS232端口與分析控制器連接,數據信息也可以傳送到企業的數據庫。
整個技術方案主要包括以下幾個部分:
■ 激光發射端/信號接收端:由光纖準直器,二維調整器,離軸拋物面,光電二極管,前置放大板,開關電源組成,用于激光準直與信號接收。
■ 反射端:主要包括角錐棱鏡,可以使激光原方向返回。
■ 主機:主要由電源板、信號處理板、人機界面板、激光器驅動板等部分構成。電源板將交流電源轉換成直流電后供電給內部電路。主要進行激光器驅動以及信號處理,計算出氣體濃度值后通過液晶屏幕顯示。
規格與技術參數
| 光通道長度(OPL) | Max20m |
響應時間 | <1s | |
量程漂移 | <2%測量范圍(在一個維護周期內) | |
零點漂移 | 可忽略 | |
維護周期 | *一年三次(無消耗品需要) | |
標定 | 現場在線或離線標定管標定 | |
輸入和輸出信號 | 模擬量輸出 | 4-20mA電流環,500ΩMax,隔離 |
數字輸出 | RS232格式 | |
繼電器輸出 | 高氣體含量,低氣體含量,系統故障報警均為常閉 | |
模擬量輸入 | 4~20mA過程溫度輸入 | |
工作條件 | 環境溫度 | (-10)~55℃ |
保護等級 | 收/發單元:IP65 | |
電源電壓 | 220VAC,50Hz | |
電源功耗 | <60W | |
安裝 | 安裝方式 | DN50/PN10法蘭,DN65/PN10法蘭(粉塵) |
調整范圍 | 法蘭平行線與直徑在1mm以內 | |
氣體吹掃 | 干且無油壓縮空氣 | |
尺寸和重量 | 反射端 | 275×330×255.5mm |
發射接收端 | 275×330×255.5mm | |
主機 | 484×175.5×300mm |
運行環境
儀器盡可能工作在遠離磁場的室內或采樣亭內。
工作溫度: (0-40)℃
工作相對濕度: < 80%
工作電源: AC(220±22)V
適用范圍
激光氣體分析儀采用激光能量被氣體分子“選頻”、吸收形成吸收光譜原理來測量氣體濃度,該方法技術成熟,精度高。該種激光氣體分析儀可廣泛用于各級環境監測站、檢測點以及工礦企業作為其他分析儀器或空氣質量監測系統的配套儀器。
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