TDLAS氣體探測技術(shù)及其典型應用

2023-03-29 16:10:12

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從石油、化工、冶金、煤礦、地下管廊、九小場(chǎng)所到千家萬(wàn)戶(hù)的廚房，對可燃氣體、有毒有害氣體進(jìn)行監測和預警的需求從未停止過(guò)。

針對不同領(lǐng)域的氣體監測，我們會(huì )選擇不同原理的氣體傳感器，半導體式、催化燃燒式、電化學(xué)式、NDIR紅外式等等，這些類(lèi)型的傳感器因其各自的特點(diǎn)有不同的適用場(chǎng)景。

拿甲烷氣體來(lái)說(shuō)，現在國內外市場(chǎng)上的甲烷傳感器種類(lèi)繁多，相比于傳統的半導體式、催化燃燒式，TDLAS調諧激光式是一種更為高端的甲烷測量方法，也是目前zui有前景的一種甲烷監測技術(shù)。

可調諧半導體激光吸收光譜（TDLAS）技術(shù)主要利用氣體分子對激光的選擇性吸收特性，通過(guò)調制半導體激光器的出射光波長(cháng)，分析經(jīng)過(guò)氣體后的激光光譜來(lái)計算氣體濃度。

通過(guò)調節發(fā)射激光的波長(cháng)，使其與待測氣體（比如：甲烷）的某個(gè)特定吸收波長(cháng)重合，分子會(huì )吸收激光的能量被激發(fā)（更強的振動(dòng)），從而使穿過(guò)氣團的光強減弱，被探測器接收到，進(jìn)而識別待測氣體的存在并精確測量其濃度。而其他的非待測氣體（比如：水蒸汽）因為吸收波長(cháng)不與激光波長(cháng)重合，不會(huì )因為吸收激光被激發(fā)，也就不會(huì )被探測到，從而避免了干擾。

1、工業(yè)過(guò)程氣體檢測

目前激光氣體分析類(lèi)儀器已在石油、化工、冶金等重要工業(yè)領(lǐng)域有成熟的應用和整體解決方案，成為工業(yè)過(guò)程控制自動(dòng)化系統的重要組成部分。結合激光光譜的單線(xiàn)波長(cháng)掃描技術(shù)，激光氣體分析儀具有了較高的氣體分辨率和抗背景干擾性能，測量結果比抽取式取樣更具代表性，響應速度更快，更加符合工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化控制的需求。

2、燃氣安全監測

基于TDLAS技術(shù)來(lái)探測甲烷氣體時(shí)，對甲烷具有wei一選擇性，即只對甲烷氣體有響應，因此不受非被測氣體和環(huán)境干擾，結果準確。因此，激光氣體探測類(lèi)儀器也在燃氣公司、使用燃氣作為燃料的各類(lèi)場(chǎng)所得以應用，特別是城市天然氣管線(xiàn)、變送站、加氣站、地下綜合管廊等，尤其適用于架空管線(xiàn)、狹窄空間、餐飲廚房等存在燃氣泄漏風(fēng)險的場(chǎng)所。

3、煤礦安全監測

瓦斯事故嚴重威脅這煤礦的生產(chǎn)安全，甲烷傳感器是監測煤礦瓦斯濃度的重要設備，目前煤礦井下廣泛使用的甲烷傳感器普遍存在易受其他氣體干擾、調校周期短等短板，激光甲烷傳感器因其高精度、穩定性強、響應速度快、無(wú)需調校等特點(diǎn)，更好地滿(mǎn)足了現代煤礦對安全高效生產(chǎn)的需求。