測(cè)量技術(shù)和特點(diǎn)
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*廣泛應(yīng)用的可以獲得較高檢測(cè)靈敏度的DLAS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(lèi)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。
諧波分量 可以使用相敏探測(cè)器（PSD）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（1/f噪聲）對(duì)測(cè)量的影響，同時(shí)可以通過(guò)給PSD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。
2.技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì) （1）不受背景氣體的影響
傳統(tǒng)非色散紅外光譜吸收技術(shù)采用的光源譜帶很寬，其譜寬范圍內(nèi)除了被測(cè)氣體的吸收譜線外，還有很多基他背景氣體的吸收譜線。因此，光原發(fā)出的光除了被待測(cè)氣體的多條吸收譜線吸收外還被一些背景氣體的吸收譜線吸收，從而導(dǎo)致測(cè)量的不準(zhǔn)確性。
而半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)中使用的半導(dǎo)體激光的譜寬小于0.0001nm，為上述紅外光源譜寬的1/106，遠(yuǎn)小于被測(cè)氣體一條吸收譜線的譜寬。DLAS氣體濃度分析儀首先選擇被測(cè)氣體位于待定頻率的某一吸收譜線，通過(guò)調(diào)制激光器的工作電流使激光波長(zhǎng)掃描過(guò)該吸收譜線，從而獲得如圖3所示的“單線吸收光譜"數(shù)據(jù)。
在選擇該吸收譜線時(shí)，就保證在所選吸收譜線頻率附近約10倍譜線寬度范圍內(nèi)無(wú)測(cè)量環(huán)境中背景氣體組分的吸收譜線，從而避免這些背景氣體組分對(duì)被測(cè)氣體的交叉吸收干擾，保證測(cè)量的準(zhǔn)確性（例如圖3中位于6408cm-1 頻率處的CO吸收譜線附近無(wú)H2O吸收譜線，從而測(cè)理環(huán)境中水分不會(huì)對(duì)CO的測(cè)量產(chǎn)生干擾）。
（2）不受粉塵與視窗污染的影響
氣體的濃度由透射光強(qiáng)的二次諧波信號(hào)與直流信號(hào)的比值來(lái)決定。當(dāng)激光傳輸光路中的粉塵或視窗污染產(chǎn)生光強(qiáng)衰減時(shí)，兩信號(hào)會(huì)等比例下降，從而保持比值不變。因此過(guò)程氣體中的粉塵和視窗污染對(duì)于儀器的測(cè)量結(jié)果沒(méi)有影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明即使粉塵和視窗污染導(dǎo)致光透過(guò)率下降到1%，儀器示值誤差仍不超過(guò)3%。
（3）自動(dòng)修正溫度，壓力對(duì)測(cè)量的影響
一些工業(yè)過(guò)程氣體可能存在幾百攝氏度的溫度變化和幾個(gè)大氣壓的壓力變化。氣體溫度和壓力的變化會(huì)導(dǎo)致二次諧波信號(hào)波形的幅值與形狀發(fā)生相應(yīng)的變化，從而影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，DLAS技術(shù)中可增加溫度、壓力補(bǔ)償算法，只要將外部傳感器測(cè)得的氣體溫度，壓力信號(hào)輸入補(bǔ)償算法中，DLAS氣體濃度分析儀就能自動(dòng)修正溫度、壓力變化對(duì)氣體濃度測(cè)量的影響，保證了測(cè)量的準(zhǔn)確性。
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。
特 征
高分辨率（激光掃描頻率是傳統(tǒng)激光分析儀的幾倍）
模塊化設(shè)計(jì)，可現(xiàn)場(chǎng)模塊化替換，快速維護(hù)和維修
高光穿透能力，適合于高粉塵阻擋環(huán)境應(yīng)用
磚利性航空動(dòng)力學(xué)原理插入管，適合于特高粉塵阻擋環(huán)境應(yīng)用
無(wú)交叉干擾
無(wú)需采樣，現(xiàn)場(chǎng)在線直接測(cè)量
快速測(cè)量（響應(yīng)時(shí)間可低于1秒）
結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)固耐用
根據(jù)應(yīng)用要求不同,主要有以下幾種組態(tài)型號(hào)：
（原位型）
激光原位測(cè)量，響應(yīng)速度快，測(cè)量精度高
集成式正壓防爆設(shè)計(jì)，安全可靠
模塊化設(shè)計(jì)，可現(xiàn)場(chǎng)更換所有功能模塊，維護(hù)方便
智能化程度高、操作方便
（旁路型）
激光旁路測(cè)量，測(cè)量精度高，抗干擾能力強(qiáng)
光學(xué)非接觸測(cè)量，可直接測(cè)量高溫、強(qiáng)腐蝕性氣體
旁路處理裝置簡(jiǎn)單、可靠，可直接安裝在過(guò)程管道處
全系統(tǒng)防爆，支持氣體溫度、壓力自動(dòng)補(bǔ)償
（分布型）
分布式激光測(cè)量，支持八個(gè)測(cè)量通道，高性?xún)r(jià)比
測(cè)量通道獨(dú)立激光測(cè)量模塊，可靠性高
網(wǎng)絡(luò)化集中顯示和控制，監(jiān)控方便
可測(cè)量氣體成分和探測(cè)極限 |
氣體成分 | 探測(cè)極限（1S） | 氣體成分 | 探測(cè)極限（1S） |
管道式測(cè)量 | 遠(yuǎn)程式測(cè)量 | 采樣式測(cè)量 | 管道式測(cè)量 | 遠(yuǎn)程式測(cè)量 | 采樣式測(cè)量 |
(ppmv-meter) | 距離=250m,ppbv | 單元長(zhǎng)度=12m,ppmv | (ppmv-meter) | 距離=250m,ppbv | 單元長(zhǎng)度=12m,ppmv |
O2 | 100 | 8000 | 75 | CO | 50 | 100 | 1.0 |
NO2 | 25 | 50 | 0.5 | CO2 | 50 | 100 | 1.0 |
HF | 0.08 | 0.2 | 0.005 | CH2CHCL | 2.0 | 4.0 | 0.05 |
HBr | 50 | 100 | 1.0 | C2H4 | 20 | 40 | 0.5 |
H2O | 2 | 4.0 | 0.05 | CH4 | 2.0 | 4.0 | 0.05 |
HCN | 0.15 | 0.3 | 0.03 | C2H6 | 50 | 100 | 1.0 |
HI | 2.5 | 5.0 | 0.05 | HCL | 0.3 | 0.6 | 0.006 |
NH3 | 1.0 | 10 | 0.1 | NO | 50 | 100 | 1.0 |
C2H2 | 5.0 | 10 | 0.1 | C3H8 | 10 | 20 | 0.2 |
H2S | 20 | 40 | 0.25 | PH3 | 78 | | |
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