激光分析儀技術(shù)原理.ppt

1、DLAS技術(shù)原理培訓,市場部-許鵬,Copyright 2005 FPI inc, all right,2,產(chǎn)品基本情況,Copyright 2005 FPI inc, all right,3,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 right,4,吸收光譜技術(shù),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 right,5,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 inc

2、, all right,6,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 right,7,公式說明,在波長一定的情況下，S線強由兩方面因素決定： 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 right,8,公式說明,線 型 函 數(shù) 產(chǎn)生原因：測不準原理 影響因素：溫度/壓力 歸一性：面積不變,Copyright 2005 FPI inc, all right,9

3、,DLAS技術(shù),DLASDiode 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： 上世紀六十年代，激光器發(fā)明 上世紀七、八十年代，激光吸收光譜技術(shù)逐步應(yīng)用于科學實驗的精密測量 上世紀九十年代，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 right,10,DLAS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

4、窄。0.0001nm，傳統(tǒng)紅外光源一般在20-30nm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 right,11,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)上的特點決定了安裝測量方式：原位測量,Copyright 2005 FPI inc, all right,12,原位分析,Copyright 2005 FPI inc, all right,13,原位分析 VS 采樣分析,采樣分析 獲得樣本

5、 預(yù)處理 分析 眾多缺點： 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 right,14,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 right,15,“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

6、 inc, all right,16,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 right,17,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 通過展寬補償技術(shù)可進行精確補償： 單線光譜數(shù)據(jù) 針對測量工藝的展寬補償,Copyright 2005 FPI inc, all right,18,技術(shù)比較-傳統(tǒng)光譜技術(shù),Copyright 2005 FPI inc, all right,19,技術(shù)比較,與常規(guī)的氣體檢測方法相比 熱導(dǎo)式：利用氣體（主要是H2）導(dǎo)熱特性進行監(jiān)測 磁氧表：是利用氧順磁性 氧化鋯：利用氧濃度差電池效應(yīng)；（其他的電化學方法） 氣相色譜：利用色譜柱進行分離，進行分析,Copyright 2005 FPI inc, all right,20,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 測量CH4 16XXnm 波段 測量