激光氣體在線(xiàn)監測系統的主要原理知悉
更新時(shí)間:2021-05-20瀏覽:2478次
激光氣體在線(xiàn)監測系統采用原位測量方式,直接在安裝點(diǎn)完成分析。整個(gè)系統由中央處理單元、發(fā)射探頭、接收探頭與復合光纜組成。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(guò)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人機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場(chǎng)分析管線(xiàn)的兩側。
激光氣體在線(xiàn)監測系統可直接在待側管線(xiàn)分析,無(wú)需采樣、樣氣輸送、預處理系統等,響應速度快。實(shí)現快速的高精檢測,激光區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氣體吸收譜技術(shù)測量某一氣體成分時(shí)受到氣體中其它成分吸收譜干擾的可能,更能反映待側成分的實(shí)際含量及微小變化。
通過(guò)使用單行分子吸收光譜來(lái)測量氣體濃度。就是通過(guò)測量具有某一特定吸收譜線(xiàn)的激光束在穿過(guò)被測氣體時(shí)發(fā)生的衰減信息,并根據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。
為執行線(xiàn)吸收光譜,使用一個(gè)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,其頻率調制掃描范圍也僅包含被測氣體單吸收譜線(xiàn),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(gè)吸收線(xiàn)很相近的波長(cháng),通過(guò)改變電流和溫度來(lái)調制激光波長(cháng)以覆蓋所需要的窄光譜范圍,當在吸收線(xiàn)上調制激光時(shí),激光會(huì )被部分地吸收,從接收到的激光信號可以提取吸收線(xiàn)下的區域,從而測出氣體濃度。同時(shí),激光波長(cháng)既掃描過(guò)有氣體吸收的區域,也掃描過(guò)沒(méi)有氣體吸收的區域,當波長(cháng)位于吸收區域時(shí)可測得包含氣體和粉塵在內的總透光率T總,當波長(cháng)位于無(wú)氣體吸收區域時(shí)可以測得粉塵透光率T粉塵,從而可以準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果進(jìn)行自動(dòng)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(shí)現準確的在線(xiàn)氣體分析。