激光分析儀技術(shù)原理課件

1、DLAS技術(shù)原理培訓(xùn) 市場部-許鵬DLAS技術(shù)原理培訓(xùn) Copyright 2005 FPI inc, all right2產(chǎn)品基本情況 Copyright 2005 FPI inc, all right3吸收光譜技術(shù)吸收光譜技術(shù)半導(dǎo)體激光吸收光譜（DLAS）技術(shù) Copyright 2005 FPI inc, all right4吸收光譜技術(shù)E1E2光子能級躍遷能級的概念E2 - E1 = hn分子能量表現(xiàn)旋轉(zhuǎn)振動電子躍遷 Copyright 2005 FPI inc, all right5分子光譜每兩個能級對應(yīng)一根吸收譜線在低分辨率光譜上表現(xiàn)為譜帶 Copyright 2005 FPI i

2、nc, all right6濃度測量公式透過率曲線 測量基本公式吸收率absorbance關(guān)鍵因素F(Absorbance,T,P,L) Copyright 2005 FPI inc, all right7公式說明在波長一定的情況下，S線強(qiáng)由兩方面因素決定： 分子躍遷上，下能級的波函數(shù) 由分子結(jié)構(gòu)等性質(zhì)決定 分子的集居（Population) 與溫度相關(guān) Copyright 2005 FPI inc, all right8公式說明線 型 函 數(shù) 產(chǎn)生原因：測不準(zhǔn)原理影響因素：溫度/壓力歸一性：面積不變 Copyright 2005 FPI inc, all right9DLAS技術(shù)DLASDi

3、ode Laser Absorption Spectroscopy 半導(dǎo)體激光吸收光譜與傳統(tǒng)吸收光譜相似，基于受激吸收效應(yīng)并遵循Beer Lambert公式采用半導(dǎo)體激光器為光源，并可采用調(diào)制吸收光譜技術(shù)（TDLAS）發(fā)展歷史： 上世紀(jì)六十年代，激光器發(fā)明 上世紀(jì)七、八十年代，激光吸收光譜技術(shù)逐步應(yīng)用于科學(xué)實驗的精密測量 上世紀(jì)九十年代，半導(dǎo)體激光器和光纖元件大規(guī)模商用化 上世紀(jì)九十年代，歐美國家開始DLAS技術(shù)產(chǎn)業(yè)化研究 Copyright 2005 FPI inc, all right10DLAS技術(shù)使用半導(dǎo)體激光器作為光源單色性好，即光的波長寬度窄。0.0001nm，傳統(tǒng)紅外光源一般在2

4、0-30nm左右可調(diào)制掃描絕大部分光屬于紅外區(qū)域，波長范圍750-2000nm左右。激光波長范圍 Copyright 2005 FPI inc, all right11小結(jié)基于吸收光譜技術(shù)，直接測量的是吸收率濃度測量值和四個因素相關(guān)：吸收率、溫度、壓力、光程光源是用半導(dǎo)體激光： 波段窄，可調(diào)制技術(shù)上的特點(diǎn)決定了安裝測量方式：原位測量 Copyright 2005 FPI inc, all right12原位分析L發(fā)射單元接收單元過程氣體中央分析儀器元半導(dǎo)體激光驅(qū)動電路數(shù)據(jù)分析及控制數(shù)據(jù)采集 Copyright 2005 FPI inc, all right13原位分析 VS 采樣分析采樣分析獲

5、得樣本 預(yù)處理 分析眾多缺點(diǎn)： 系統(tǒng)復(fù)雜、故障率高探頭腐蝕、堵塞長時間滯后經(jīng)常性的標(biāo)定原位分析現(xiàn)場直接分析過程氣體針對測量工藝的定制化開發(fā) Copyright 2005 FPI inc, all right14原位測量必須解決三個問題不受背景氣體交叉干擾 不受測量現(xiàn)場粉塵等顆粒物干擾不受氣體參數(shù)（溫度、壓力等）變化的影響 Copyright 2005 FPI inc, all right15“單線光譜”技術(shù)傳統(tǒng)光源波長寬度激光器波長寬度 單線光譜技術(shù)無交叉氣體干擾：激光譜寬非常窄（單色性好）激光頻率掃描范圍內(nèi)只有被測氣體吸收譜線 Copyright 2005 FPI inc, all righ

6、t16調(diào)制光譜技術(shù)半導(dǎo)體激光器調(diào)制特性 電流波長調(diào)諧技術(shù) 抗粉塵測量相敏檢測技術(shù) 提高探測靈敏度 Copyright 2005 FPI inc, all right17環(huán)境因素修正測量氣體的溫度、壓力等環(huán)境參數(shù)影響氣體吸收譜線展寬通過展寬補(bǔ)償技術(shù)可進(jìn)行精確補(bǔ)償：單線光譜數(shù)據(jù)針對測量工藝的展寬補(bǔ)償 Copyright 2005 FPI inc, all right18 技術(shù)比較-傳統(tǒng)光譜技術(shù)指標(biāo)LGA-2000激光現(xiàn)場在線氣體分析儀傳統(tǒng)光譜在線氣體分析儀預(yù)處理系統(tǒng)不需要 必需測量方式現(xiàn)場、連續(xù)、實時測量采樣預(yù)處理后間斷測量氣體環(huán)境 高溫、高粉塵、高水分、高流速、強(qiáng)腐蝕等惡劣環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng) 只能測

7、量恒溫、恒壓、恒流、干燥及無粉塵的氣體 響應(yīng)速度快：僅取決于儀表響應(yīng)時間，20秒準(zhǔn)確性實地測量，氣體信息不失真；測量值為氣體線平均濃度；不受背景氣體、粉塵及氣體參數(shù)影響溶解吸附泄漏導(dǎo)致氣體信息失真；測量值為探頭位置局部濃度；背景氣體、粉塵及氣體參數(shù)影響測量的準(zhǔn)確性連續(xù)性連續(xù)測量間斷測量：反吹時無法測量可靠性無運(yùn)動部件，可靠性高較多運(yùn)動部件，可靠性低介質(zhì)干擾不受背景氣體交叉干擾；自動修正粉塵及光學(xué)視窗污染干擾受背景氣體的交叉干擾，無法定量修正粉塵及光學(xué)視窗污染干擾尾氣排放無，安全無污染有，危險有污染標(biāo)定維護(hù)標(biāo)定：2次/年；維護(hù)：（其他的電化學(xué)方法）氣相色譜：利用色譜柱進(jìn)行分離，進(jìn)行分析 Copyright 2005 FPI inc, all right20半導(dǎo)體激光器按激光器類型端面發(fā)射激光器（DFB, DBR）垂直腔表面發(fā)射激光器 (VCSEL）按激光的傳輸方式 光纖式非光纖式按測量氣體 測量O2 76X nm 波段（可見光） 測量CO，CO2 15XX nm 波段 測量HCL 17XXnm 波段