原位對射式激光氣體分析儀

產品名稱：對射式激光氣體分析儀

產品型號：RTLG-220B

產品簡介

原位對射式激光氣體分析儀由發射單元、接收單元、機械固定單元、吹掃單元組成。可直接安裝在現場工藝管道上實時在線測量氣體濃度，無需預處理，能夠在各種環境下（尤其是高溫、高壓、高粉塵、強腐蝕等惡劣環境）進行氣體濃度等參量的在線測量，測量準確，響應速度快、可靠性高，運行費用低。

測量原理

激光氣體分析儀的測量原理是半導體激光光譜吸收技術（ Tunable diode laser absorption spectroscopy ,TDLAS），TDLAS *早于 20 世紀 70 年代提出。初期的 TDLAS 技術只是一種實驗室研究用技術，隨著半導體激光技術在 20 世紀 80 年代的迅速發展，特別是20 世紀 90 年代以來，基于 TDLAS 技術的現場在線分析儀表已逐漸發展成熟，能夠在各種高溫、高粉塵、高腐蝕等惡劣的環境下進行現場在線的氣體濃度測量。

半導體激光光譜吸收技術 TDLAS 本質上是一種光譜吸收技術，通過分析激光被氣體分子的選擇性吸收來獲得氣體的濃度。它與傳統紅外光譜吸收技術的不同之處在于，半導體激光光譜寬度遠小于氣體吸收譜線的展寬，如圖 2-1。因此，半導體激光吸收光譜技術是一種高分辨率的光譜吸收技術。系統采用特定波長的激光束穿過被測氣體，激光強度的衰減與氣體的濃度有一定的關系，因此可以通過檢測激光強度的衰減信息分析獲得被測氣體的濃度。采用半導體激光吸收光譜技術的激光氣體分析儀可從原理上抗背景氣體的干擾，測量結果可靠性高。

技術指標

工作條件 

電源：24VDC(可選 220VAC)，<20W

吹掃氣體：（0.3~0.8）MPa 工業氮氣

環境溫度：-30℃~60℃

技術指標 

光通道長度：< 13 米

量程范圍：CO 0～100（%）（可調） 

                  O2 0～30%（可調）

                  CO2 0～100（%）（可調）等

響應時間：1-2 秒（可調）

線性誤差：≤±1% 全量程

量程漂移：≤±1% 全量程

防爆等級：Ex db IIC T6 Gb, Ex tb IIIC T80℃ Db

防護等級：IP67

系統優點

不受背景氣體的影響

傳統非色散紅外光譜吸收技術采用的光源譜帶很寬，其譜寬范圍內除了被測氣體的吸收譜線外，還有很多基他背景氣體的吸收譜線。因此，光源發出的光除了被待測氣體的多條譜線吸收外還被一些背景氣體的吸收，從而導致測量的不準確性。 而半導體激光吸收光譜技術中使用的半導體激光的譜寬小于 0.001nm，遠小于被測氣體一條吸收譜線的譜寬。同時在選擇該吸收譜線時，就保證在所選吸收譜線頻率附近約 10 倍譜線寬度范圍內無測量環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被測氣體的交叉吸收干擾，保證測量的準確性。

不受粉塵干擾

如圖上圖激光氣體分析儀通過調制激光器的頻率使之周期性地掃描被測氣體的吸收譜線，激光頻率的掃描范圍被設置為大于被測氣體吸收譜線的寬度，從而在一次掃描中包含有不被氣體吸收譜線衰減的上圖中的黃綠區（1 區）和被氣體吸收譜線衰減的紅色區（2 區）。

從 1 區得到的測量信號包含粉塵和視窗污染的透過率，從 2 區得到的測量信號除包含粉塵和視窗污染的透過率還包含被氣體吸收的光強衰減。因此，通過在一個激光頻率掃描周期內對 1 區和 2 區的同時測量可以準確獲得被氣體吸收衰減掉的透光率，從而不受粉塵及視窗污染產生光強衰減對氣體測量濃度的影響。

自動修正溫度、壓力對測量的影響

一些工業過程氣體可能存在幾百攝氏度的溫度變化和幾十個千帕的壓力變化。氣體溫度和壓力的變化會導致二次諧波信號波形的幅值與形狀發生相應的變化，從而影響測量的準確性。 為了解決這個問題，激光氣體分析儀中增加了溫度、壓力補償算法，只要將外部傳感器測得的氣體溫度，壓力信號輸入補償算法中，分析儀就能自動修正溫度、壓力變化對氣體濃度測量的影響，保證了測量的準確性。

系統組成

激光氣體分析儀主要由發射單元、接收單元、機械固定單元、吹掃單元。

發射單元

激光氣體分析儀的發射單元由激光發射模塊、信號調制模塊、中yang控制綜合模塊、人機界面模塊組成。主要實現激光器的發射及準直，信號的處理及人機交互等功能。 

接收單元

激光氣體分析儀的接收單元由光電傳感器、電源模塊、信號解調模塊組成。主要功能是接收傳感信號解調后傳輸給發射單元等。

吹掃單元

當儀器的測量環境比較惡劣時，為保證激光氣體分析儀能夠長期正常運行，需采用潔凈的氣體對分析儀的光學視窗進行吹掃，從而避免測量環境中的粉塵或其他污染物對視窗造成嚴重污染，影響測量結果。吹掃單元主要由減壓過濾器、分氣塊和單向閥等組成。主要功能是為正壓吹掃、分析儀的光學器件吹掃提供穩定流量的吹掃氣。

應用領域

廣泛應用于石油、化工、鋼鐵冶金、燃氣輸配、新型能源等領域。