激光氣體分析儀可用來進(jìn)行工業(yè)過程和氣體排放測量
2021-06-08
激光氣體分析儀的調(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TDLAS技術(shù)。
它通過快速調(diào)制激光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)體激光器外使用電光調(diào)制器等來實(shí)現(xiàn)激光頻率的調(diào)制，內(nèi)調(diào)制方案則通過直接改變半導(dǎo)體激光器的注入工作電流來實(shí)現(xiàn)激光頻率的調(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。
在激光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)制激光工作電流來調(diào)制激光頻率，瞬時(shí)激光頻率可表示為式中，(t)表示激光頻率的低頻掃描;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)制來顯著降低激光光器噪聲(1/f噪聲)對測量的影響，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，從而有效壓縮噪聲帶寬。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
(2)不受粉塵與視窗污染的影響
(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。
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