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LD-900激光氨气在线监测系统测量原理
发布时间:2021年05月07日
发布人员:adminszx
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激光氨气在线监测系统(氨逃逸在线监测)的测量原理是可调谐半导体激光光谱吸收技术(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy),TDLAS***早于20世纪70年代提出。

可调谐半导体激光光谱吸收技术TDLAS本质上是一种光谱吸收技术,通过分析激光被气体分子的选择性吸收来获得气体的浓度。它与传统红外光谱吸收技术的不同之处在于,半导体激光光谱宽度远小于气体吸收谱线的展宽,如上图。因此,半导体激光吸收光谱技术是一种高分辨率的光谱吸收技术。系统采用特定波长的激光束穿过被测气体,激光强度的衰减与气体的浓度满足朗伯.比尔定理,因此可以通过检测激光强度的衰减信息分析获得被测气体的浓度。采用半导体激光吸收光谱技术的激光氨气在线监测系统可从原理上抗背景气体的干扰,测量结果可靠性高。

2.3.2 优点

1 .不受背景气体的影响

传统非色散红外光谱吸收技术采用的光源谱带很宽,其谱宽范围内除了被测气体的吸收谱线外,还有很多基他背景气体的吸收谱线。因此,光源发出的光除了被待测气体的多条谱线吸收外还被一些背景气体的吸收,从而导致测量的不准确性。 而半导体激光吸收光谱技术中使用的半导体激光的谱宽小于0.001nm,远小于被测气体一条吸收谱线的谱宽。如图2-1所示的“单线吸收光谱”数据。 同时在选择该吸收谱线时,就保证在所选吸收谱线频率附近约10倍谱线宽度范围内无测量环境中背景气体组分的吸收谱线,从而避免这些背景气体组分对被测气体的交叉吸收干扰,保证测量的准确性。

2. 不受粉尘干扰

如图2-1激光氨气在线监测系统通过调制激光器的频率使之周期性地扫描被测气体的吸收谱线,激光频率的扫描范围被设置为大于被测气体吸收谱线的宽度,从而在一次扫描中包含有不被气体吸收谱线衰减的图2-1中的黄绿区(1区)和被气体吸收谱线衰减的红色区(2区)。从1区得到的测量信号包含粉尘和视窗污染的透过率,从2区得到的测量信号除包含粉尘和视窗污染的透过率还包含被气体吸收的光强衰减。因此,通过在一个激光频率扫描周期内对1区和2区的同时测量可以准确获得被气体吸收衰减掉的透光率,从而不受粉尘及视窗污染产生光强衰减对气体测量浓度的影响。


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