原位激光氣體分析儀本質(zhì)上是一種光譜吸收技術(shù),通過(guò)分析激光被氣體的選擇性吸收來(lái)獲得氣體的濃度。它與傳統(tǒng)紅外光譜吸收技術(shù)的不同之處在于,半導(dǎo)體激光光譜寬度遠(yuǎn)小于氣體吸收譜線的展寬。
原位激光氣體分析儀測(cè)量技術(shù):
1.調(diào)制光譜檢測(cè)技術(shù)
調(diào)制光譜檢測(cè)技術(shù)是一種被*泛應(yīng)用的可以獲得較高檢測(cè)靈敏度的技術(shù)。它通過(guò)快速調(diào)制激光頻率使其掃過(guò)被測(cè)氣體吸收譜線的定頻率范圍,然后采用相敏檢測(cè)技術(shù)測(cè)量被氣體吸收后透射譜線中的諧波分量來(lái)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(guò)在半導(dǎo)體激光器外使用電光調(diào)制器等來(lái)實(shí)現(xiàn)激光頻率的調(diào)制,內(nèi)調(diào)制方案則通過(guò)直接改變半導(dǎo)體激光器的注入工作電流來(lái)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(jiǎn)單描述其測(cè)量原理。
在激光頻率掃描過(guò)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(lái)調(diào)制激光頻率,瞬時(shí)激光頻率可表示為式中,表示激光頻率的低頻掃描。
諧波分量可以使用相敏探測(cè)器來(lái)檢測(cè)。調(diào)制光譜技術(shù)通過(guò)高頻調(diào)制來(lái)顯著降低激光光器噪聲對(duì)測(cè)量的影響,同時(shí)可以通過(guò)給設(shè)置較大的時(shí)間常數(shù)來(lái)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(cè)靈敏度。
3.技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì):
(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(dòng)修正溫度,壓力對(duì)測(cè)量的影響
激光氣體在線分析儀用來(lái)進(jìn)行連續(xù)工業(yè)過(guò)程和氣體排放測(cè)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。