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Optische Lösung TDLAS
Veröffentlichen:Box Optronics  Hora:2023-05-11  Puntos de vista:966

Technische Grundsätze
Das Spektrum der Halbleiterlaserlichtquelle, die in der TDLAS-Technologie verwendet wird, ist viel breiter als die Verbreiterung der Gasabsorptionsspektrallinie, was zu einem einzeiligen Absorptionsspektrum führt. Daher ist die TDLAS-Technologie eine hochauflösende Absorptionsspektroskopie-Technologie.
Bei der Auswahl der Absorptionsspektrallinie sollte darauf geachtet werden, dass in der Messumgebung keine Absorptionsspektrallinien von Hintergrundgaskomponenten innerhalb eines Bereichs von etwa zehnmal der Spektrallinienbreite nahe der gewählten Absorptionsspektrallinienfrequenz vorhanden sind, um Querabsorptionsinterferenzen dieser Hintergrundgaskomponenten auf dem gemessenen Gas zu vermeiden und die Messgenauigkeit zu gewährleisten. Zum Beispiel gibt es in Abbildung 1 keine H2O-Absorptionslinie in der Nähe der CO-Absorptionslinie mit der Frequenz von 6408cm-1, so dass die Messung der Feuchtigkeit in der Umgebung die Messung von CO nicht beeinträchtigt.

Das Prinzip der "Single Line Spektrum" Messtechnik
Der Laserstrahl durchläuft ein Gasmedium mit einer Länge von L, einem Druck von P, einer Temperatur von T und einer Konzentration von X. Die Absorption des Lasers durch das Gasmedium entspricht dem Beer Lambert Gesetz, das bedeutet, dass die gemessene Komponente Absorption von Licht bei einer bestimmten Wellenlänge hat, und die Absorptionsintensität ist proportional zur Komponentenkonzentration.
TDLAS wird mit phasenempfindlicher Detektionstechnologie kombiniert, um die Laserfrequenz schnell zu modulieren, um über einen bestimmten Frequenzbereich der gemessenen Gasabsorptionsspektrallinie zu fegen.Dann wird phasenempfindliche Detektionstechnologie verwendet, um die harmonischen Komponenten in der übertragenen Laserintensität zu messen, die von der Gasabsorptionsspektrallinie absorbiert wird, um die Gasabsorption zu analysieren. Die Modulationsspektroskopie-Technologie kann eine gute Detektionsempfindlichkeit erreichen, indem sie die Rauschbandbreite effektiv komprimiert.

Prinzip der In-situ-Messung
Das Lasergasanalysesystem kann direkt auf Pipelines installiert werden, wodurch eine berührungslose In-situ-Messung erreicht wird.
Während der Installation müssen nur die Sende- und Empfangseinheiten auf beiden Seiten der geprüften Rauchgasleitung über Standardflansche ausgerichtet und befestigt werden, um eine Online-Echtzeit-Rauchgasanalyse zu erreichen. Der von der Emissionseinheit emittierte Laserstrahl durchläuft das gemessene Gas und wird von dem in der Empfangseinheit installierten photoelektrischen Detektionssensor in entgegengesetzter Richtung der Pipeline empfangen. Das erhaltene Messsignal wird verarbeitet, um Konzentrationsinformationen zu erhalten. Das Analysesystem ist mit Hilfseinrichtungen wie Blassystem und explosionsgeschütztem System ausgestattet. Das Spülsystem steuert industrielles Stickstoffgas, um das optische Fenster der Emissions- und Empfangseinheiten zu reinigen, wodurch eine langfristige Verschmutzung des optischen Fensters durch Staub im Gas vermieden wird, was zu einer signifikanten Verringerung der Lichtintensität der Laserübertragung führt. Das explosionsgeschützte System ermöglicht es dem Gerät, explosionsgeschützte Anforderungen zu erfüllen und kann in explosionsgefährdeten Industrieumgebungen installiert werden. Während der Wartung müssen nur Staub und Flecken auf den Glasscheiben an beiden Enden des Senders und Empfängers gereinigt werden. Die Wartungsmenge ist sehr klein und der Zyklus kann mehr als drei Monate betragen.
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