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激光氣體分析儀可用来进行工业过程和气体排放测量

2021-06-08

  激光氣體分析儀的调制光谱检测技术是一种被广泛应用的可以获得较高检测灵敏度的TDLAS技术。
 
  它通過快速調制激光頻率使其掃過被測氣體吸收譜線的定頻率範圍,然後采用相敏檢測技術測量被氣體吸收後透射譜線中的諧波分量來分析氣體的吸收情況。
 
  調制類方案有外調制和內調制兩種,外調制方案通過在半導體激光器外使用電光調制器等來實現激光頻率的調制,內調制方案則通過直接改變半導體激光器的注入工作電流來實現激光頻率的調制。由于使用的方便性,內調制方案得到更爲廣泛的應用,下面簡單描述其測量原理。
 
  在激光頻率掃描過氣體吸收譜線的同時,以一較高頻率正弦調制激光工作電流來調制激光頻率,瞬時激光頻率可表示爲式中,(t)表示激光頻率的低頻掃描;a是正弦調制産生的頻率變化幅度;w爲正弦調制頻率。透射光強可以被表達爲下述Fourier級數的形式。
 
  諧波分量可以使用相敏探測器(PSD)來檢測。調制光譜技術通過高頻調制來顯著降低激光光器噪聲(1/f噪聲)對測量的影響,同時可以通過給PSD設置較大的時間常數來獲得很窄帶寬的帶通濾波器,從而有效壓縮噪聲帶寬。因此,調制光譜技術可以獲得較好的檢測靈敏度。
 
  技術特點和優勢
 
  (1)不受背景氣體的影響
 
  (2)不受粉塵與視窗汙染的影響
 
  (3)自動修正溫度,壓力對測量的影響
 
  激光氣體分析儀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。

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