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什么是 TDLAS 气体分析仪?

时间:2024-12-05   访问量:2513

精确的气体测量对于工业过程的安全性、效率和合规性至关重要。如果没有准确的监控,各行各业将面临流程效率低下、安全隐患和监管罚款等风险。

可调谐二极管激光吸收光谱 (TDLAS) 气体分析仪使用激光技术检测各种工业环境中的特定气体,从而增强过程控制、安全性和环境合规性。TDLAS 气体分析仪提供快速、精确和非侵入式气体测量,彻底改变了各个行业的气体检测。

与传统气体分析仪不同,TDLAS 分析仪具有无与伦比的精度、速度和选择性。请继续阅读,了解 TDLAS 技术、其应用及其相对于传统方法的独特优势。

TDLAS 气体分析仪如何工作?

问题:传统气体分析仪通常缺乏关键应用所需的特异性或速度,导致监测效果不佳。

解决方案:TDLAS 分析仪使用可调谐二极管激光器瞄准特定的气体吸收线,确保快速、选择性的检测。

TDLAS 气体分析仪的工作原理是发射调谐到目标气体吸收的确切波长的激光束。当激光穿过气体样品时,目标气体会吸收一些激光。通过测量气体通过前后的光强度,分析仪可以确定气体浓度。该方法的精确性来自于每种气体都有独特的吸收波长,这使得 TDLAS 分析仪能够准确、快速地瞄准特定气体。

以半导体激光器为光源,通过调节激光电流控制器的电流,使半导体发射的激光可以扫过较窄的波长范围,通过选择合适的激光调制电流,激光器的输出波长范围可以完全覆盖被测气体的吸收光谱,然后利用探测器接收在气体中传播的激光强度测量,比尔-兰伯定律的基本理论通过吸收气体来实现。根据兰伯特定律,吸收的光强度与气体浓度呈 e 指数衰减关系,通过分析光强的变化可以从被测气体的浓度中推导出来。半导体激光器模式下的 TDLAS 有一定的要求,这就要求半导体激光器必须是单模激光器,并且测量过程需要严格控制激光器的工作温度,温度的变化会导致光源光谱范围的漂移当光谱范围超过气体的吸收范围时, 必须严格控制激光器工作温度。当光谱范围超过气体吸收范围时,将无法检测到气体吸收。综上所述,TDLAS 对工作环境的要求很高。

TDLAS 气体分析仪的主要应用有哪些?

许多工业过程需要连续、可靠的气体监测,以保持安全性和效率,但传统方法在恶劣或动态条件下可能达不到要求。 TDLAS 气体分析仪在从发电厂到石化炼油厂的各种工业环境中表现出色。

  1. 发电:TDLAS 分析仪监测燃烧过程,测量 O2、CO 和 CO2 等气体,以优化效率并减少排放。

  2. 石化行业:使用 TDLAS 检测碳氢化合物或硫化氢 (H2S) 可确保潜在危险环境中的安全性和合规性。

  3. 环境监测:通过连续测量温室气体,如甲烷 (CH4) 或氨 (NH3),TDLAS 分析仪可帮助行业遵守环境法规。

  4. 化学制造:TDLAS 气体分析仪确保严格控制特定气体浓度,以保持化学反应中的产品质量和安全。

  5. 医疗保健和制药行业:医疗和制药行业使用 TDLAS 来监测氧气或氮气等气体,尤其是在精度至关重要的受控环境中。

为什么 TDLAS 技术比其他气体分析方法更准确?

传统气体分析仪可能存在交叉灵敏度和响应延迟的问题,从而影响准确性和可靠性。TDLAS 技术可最大限度地减少干扰并提供实时结果,从而实现高度准确和响应迅速的测量。

TDLAS 分析仪的精度是因为它们能够专注于每种气体特有的特定吸收线。与红外或电化学传感器不同,TDLAS 技术几乎不受其他气体的干扰,使其成为选择性气体监测的理想选择。此外,TDLAS 分析仪提供实时测量,这对于快速检测至关重要的应用(例如检测危险泄漏)至关重要。

TDLAS 气体分析仪有哪些优势?

各行各业都面临着对准确、高效和强大的气体监测解决方案的持续需求。TDLAS 气体分析仪具有响应时间短、耐用性高、维护成本低等特点,可满足这些需求。

  1. 高速、高灵敏度:TDLAS 气体分析仪可在几秒钟内提供测量结果,确保快速检测气体成分的任何变化。

  2. 非侵入式测量:基于激光的方法不需要直接接触气体,从而降低了污染风险和维护成本。

  3. 低交叉灵敏度:TDLAS 具有高度选择性,专注于特定的气体吸收管线,从而最大限度地减少来自其他气体的干扰。

  4. 恶劣环境下的耐用性:TDLAS 气体分析仪专为具有挑战性的条件而设计,在高温、高压和腐蚀性环境中提供一致的性能。

  5. 经济高效的运行:TDLAS 分析仪的活动部件更少,重新校准的需要最少,因此在其使用寿命内具有较低的运营成本。

TDLAS 与其他气体分析技术相比如何?

每种气体分析方法都有局限性,各行各业需要最适合其特定应用的分析方法。TDLAS 技术在特异性、速度和对具有挑战性的环境的适应性方面优于传统方法。


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