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激光氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)的主要原理知悉

更新時間:2021-05-20瀏覽:2270次

   激光氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)采用原位測量方式,直接在安裝點完成分析。整個系統(tǒng)由中央處理單元、發(fā)射探頭、接收探頭與復(fù)合光纜組成。激光光源位于中央處理單元中,所發(fā)激光由光纜傳至發(fā)射探頭,激光穿過被測氣體后被接收探頭檢測。檢測信號傳回中央處理單元進(jìn)行處理、分析與顯示。中央處理單元還承擔(dān)人機(jī)工作界面和輸入輸出的功能。發(fā)射探頭與接收探頭直接安裝于現(xiàn)場分析管線的兩側(cè)。

  激光氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)可直接在待側(cè)管線分析,無需采樣、樣氣輸送、預(yù)處理系統(tǒng)等,響應(yīng)速度快。實現(xiàn)快速的高精檢測,激光區(qū)別于普通光源的重要特性之一是它良好的單色性能。從根本上排除了傳統(tǒng)氣體吸收譜技術(shù)測量某一氣體成分時受到氣體中其它成分吸收譜干擾的可能,更能反映待側(cè)成分的實際含量及微小變化。
  通過使用單行分子吸收光譜來測量氣體濃度。就是通過測量具有某一特定吸收譜線的激光束在穿過被測氣體時發(fā)生的衰減信息,并根據(jù)激光強度衰減與被測氣體含量間的正比關(guān)系,分析獲得被測氣體的濃度。
  為執(zhí)行線吸收光譜,使用一個激光二極管作為光源,這是因為激光的光譜寬度比分子吸收光譜窄很多,發(fā)射的激光譜寬小于0.0001 nm,其頻率調(diào)制掃描范圍也僅包含被測氣體單吸收譜線,因此成功消除了背景氣體交叉干擾影響。另外可為激光選擇和待測氣體的一個吸收線很相近的波長,通過改變電流和溫度來調(diào)制激光波長以覆蓋所需要的窄光譜范圍,當(dāng)在吸收線上調(diào)制激光時,激光會被部分地吸收,從接收到的激光信號可以提取吸收線下的區(qū)域,從而測出氣體濃度。同時,激光波長既掃描過有氣體吸收的區(qū)域,也掃描過沒有氣體吸收的區(qū)域,當(dāng)波長位于吸收區(qū)域時可測得包含氣體和粉塵在內(nèi)的總透光率T總,當(dāng)波長位于無氣體吸收區(qū)域時可以測得粉塵透光率T粉塵,從而可以準(zhǔn)確獲得被測氣體的透光率,T氣體=T總/T粉塵。這樣中心單元就可以對測量結(jié)果進(jìn)行自動修正,從而免受被測氣體中粉塵的影響。此外,還對被測氣體溫度、壓力的影響也作出修正,終實現(xiàn)準(zhǔn)確的在線氣體分析。

 

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