原位對(duì)射激光氣體分析儀利用半導(dǎo)體激光器窄線寬、可調(diào)諧的特性(如圖一激光光源頻寬為紅外分光光源的 1/106),對(duì)氣體分子的單個(gè)吸收譜線進(jìn)行分析。通過(guò)調(diào)制半導(dǎo)體激光器的工作電流來(lái)調(diào)制激光頻率,使半導(dǎo)體激光器發(fā)射的特定波長(zhǎng)的激光束在穿過(guò)測(cè)量管道時(shí),被所測(cè)氣體選頻吸收,發(fā)生激光強(qiáng)度衰減,利用鎖相放大器對(duì)接收端光電探測(cè)器探測(cè)的光信號(hào)進(jìn)行解調(diào),并結(jié)合氣體濃度和紅外或激光吸收光譜之間存在的Beer-Lambert[1]關(guān)系,獲得被測(cè)氣體的濃度。
原位對(duì)射激光氣體分析儀系統(tǒng)主要由發(fā)射單元、接收單元、吹掃單元三大部分組成。
優(yōu)點(diǎn)
1、無(wú)需采樣預(yù)處理系統(tǒng),克服粉塵、焦油等堵塞采樣探頭問(wèn)題。
2、不受背景氣體交叉干擾 半導(dǎo)體激光器發(fā)射的激光譜寬很窄,遠(yuǎn)小于被測(cè)氣體單吸收譜線寬度,其波長(zhǎng)掃描范圍僅包含被測(cè)氣體的單吸收譜線, 不包含其他氣體組分的吸收譜線,從原理上避免了背景氣體組分對(duì)待測(cè)氣體的交叉吸收干擾。
3、響應(yīng)速度快 激光在線氣體分析系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量和秒級(jí)響應(yīng),實(shí)時(shí)反映過(guò)程氣體濃度,避免了采樣預(yù)處理滯后帶來(lái)安全隱患。
4、測(cè)量精度高 系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)在線測(cè)量的工作模式,氣體信息不易失真, 測(cè)量值為氣體線平均濃度,與采樣點(diǎn)取點(diǎn)濃度相比具有更高的測(cè)量精度。