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TDLAS CO氣體濃度檢測模擬現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)—2017年6月7日
產(chǎn)品特點(diǎn)以及應(yīng)用
TDLAS技術(shù)介紹：TDLAS是 Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy 的簡稱，中文翻譯為可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜?？烧{(diào)諧二極管激光吸收光譜(TDLAS)技術(shù)是利用二極管激光器波長調(diào)諧特性，獲得被測氣體的特征吸收光譜范圍內(nèi)的吸收光譜，從而對污染氣體進(jìn)行定性或者定量分析。
TDLAS與傳統(tǒng)測量方法性能對比：
*指標(biāo) | 激光氣體分析儀 | 傳統(tǒng)光譜在線分析儀（如質(zhì)譜儀、紅外儀器等） |
預(yù)處理系統(tǒng) | 不需要（簡單的） | 必需 |
*測量方法 | 現(xiàn)場、連續(xù)、實(shí)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，小于 1 秒 | 慢：取決于采樣預(yù)處理時間、樣品氣傳輸時間 和儀表響應(yīng)時間，超過 20 秒 |
準(zhǔn)確性 | 實(shí)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)動器件、可靠性高 | 較多運(yùn)動部件，可靠性低 |
*測量參數(shù) | 可同時測量氣體濃度、溫度、流速等參數(shù) | 只能測量氣體濃度 |
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 |
*樣氣排放 | 無樣氣排放，安全無污染 | 有樣氣排放，危險有污染 |
標(biāo)定維護(hù) | 標(biāo)定：3~4 次/年； 維護(hù)：3~4 次/年，自動提示 | 標(biāo)定：一個月 2~3 次； 維護(hù)：經(jīng)常 |
運(yùn)行費(fèi)用 | 無需備品備件； 運(yùn)行費(fèi)用接近于零（僅為電費(fèi)） | 需要較多備品備件； 年費(fèi)用一般為系統(tǒng)成本的 20%左右 |
測試系統(tǒng)包含元器件：TDLAS系統(tǒng)控制箱（主要包括1567nmDFB碟型激光器及其驅(qū)動、鎖相放大解調(diào)板），長光程氣體吸收池（23m），銦鎵砷光電探測器，標(biāo)準(zhǔn)濃度的CO樣氣，其他所需連接器件和顯示器件;
上位機(jī)軟件參數(shù)設(shè)置：
一． 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)概述
圖1試驗(yàn)系統(tǒng)
圖2發(fā)射端
圖3接收端
一． 實(shí)驗(yàn)條件
氣溫：28℃
氣體壓力：常壓
光程：23m
CO濃度值：1%、2%、3%、4%激光器掃描電流：70-120mA
調(diào)制頻率：5000Hz
信號放大倍率：2.5
測量靈敏度：100mV
信號相位差：0°
二． 實(shí)驗(yàn)步驟
1. 按照圖1連接好實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，打開示波器；
2. 使用激光光纖測試筆調(diào)節(jié)光路，使得激光光束穿過吸收池后打在InGaAs探測器中心位置；
3. 打開激光器，按照“二. 實(shí)驗(yàn)條件”中的激光器設(shè)置進(jìn)行設(shè)置，然后開啟激光器；
4. 使用微壓計測定管道內(nèi)流速，然后計算出需要的CO流量（初始工況為1%），調(diào)節(jié)Alicat流量計至相應(yīng)讀數(shù)
5. 調(diào)節(jié)示波器至合適位置，開始記錄讀數(shù)；
6. 將Alicat流量計分別按照2%、3%、4%的濃度計算值進(jìn)行設(shè)置，每次調(diào)節(jié)后等待30s左右，讀取示波器的電壓峰值，并記錄；
7. 測量完成后，關(guān)閉相應(yīng)儀器；
8. 處理數(shù)據(jù)，分析結(jié)果。
三． 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
圖4. 未通CO是使用直接測量法測到的掃描電壓信號，證明激光確實(shí)通過23m的吸收距離進(jìn)入了探測器，且整個光路正常
圖5. 通入1%的CO后使用直接測量法測到的電壓信號，與圖4相比可以發(fā)現(xiàn)存在明顯的CO吸收峰，可以采集二次諧波信號
濃度（%） | 二次諧波峰值 |
1 | 52 |
2 | 80 |
3 | 96 |
4 | 124 |
線性擬合的結(jié)果如圖11所示
圖11 線性擬合結(jié)果
暫無數(shù)據(jù)！
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