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中紅外TDLAS CO/CO2 ppb級濃度分析系統(tǒng)

簡要描述:中紅外TDLAS CO/CO2 ppb級濃度分析系統(tǒng)
TDLAS(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)它是利用激光器波長調(diào)制通過被測氣體的特征吸收區(qū),在二極管激光器與長光程吸收池相結(jié)合的基礎(chǔ)上,發(fā)展起來的新的氣體檢測方法。

  • 產(chǎn)品型號:TDLAS-2327/2004-MIR
  • 廠商性質(zhì):經(jīng)銷商
  • 更新時間:2024-12-04
  • 訪  問  量:1047

詳細介紹

品牌其他品牌產(chǎn)地類別進口
應用領(lǐng)域醫(yī)療衛(wèi)生,環(huán)保,化工,生物產(chǎn)業(yè),能源輸出功率5mW
線寬3MHz光纖接頭FC/APC

中紅外TDLAS CO/CO2 ppb級濃度分析系統(tǒng)



原理描述:

TDLAS(Tunable  Diode  Laser  Absorption   Spectroscopy )它是利用激光器波長調(diào)制通過被測氣體的特征吸收區(qū),在二極管激光器與長光程吸收池相結(jié)合的基礎(chǔ)上,發(fā)展起來的新的氣體檢測方法。

TDLAS技術(shù)采用的半導體激光光源的光譜,寬度遠小于氣體吸收譜線的展寬,得到單線吸收光譜,因此TDLAS技術(shù)是一種高分辨率吸收光譜技術(shù)

一氧化碳: CO,氧化碳(carbon monoxide),一種碳氧化合物,通常狀況下為是無色、無臭、無味的氣體?;瘜W性質(zhì)上,一氧化碳既有還原性,又有氧化性,能發(fā)生氧化反應(燃燒反應)、歧化反應等;同時具有毒性,較高濃度時能使人出現(xiàn)不同程度中毒癥狀,危害人體的腦、心、肝、腎、肺及其他組織,甚至電擊樣死亡,人吸入致死濃度為5000 ppm(5分鐘)。工業(yè)上,一氧化碳是一碳化學的基礎(chǔ),可由焦炭氧氣法等方法制得,主要用于生產(chǎn)甲醇和光氣以及有機合成等。

二氧化碳(carbon dioxide),一種碳氧化合物,化學式為CO2,化學式量為44.0095 [1]  ,常溫常壓下是一種無色無味 [2]  或無色無臭而其水溶液略有酸味 [3]  的氣體,也是一種常見的溫室氣體 [4]  ,還是空氣的組分之一(占大氣總體積的0.03%-0.04% [5]  )。


理論基礎(chǔ)

1、比爾-朗伯定律

一束激光穿過濃度為C的被測氣體時,當激光器的波長和被測氣體某個吸收譜線中心頻率相同時,氣體分子會吸收光子而躍遷到高能級,表現(xiàn)為氣體吸收波段激光光強的衰減

2、波長調(diào)制光譜技術(shù)

A) 激光器的調(diào)諧特性

     DFB激光器  由于具有良好的單色性,窄線寬特性和頻率調(diào)諧特性,DFB激光器能夠很好的避免其他背景氣體的交叉干擾,使檢測系統(tǒng)具有較好的測量精度,因此被廣泛的用于氣體檢測

B) 諧波檢測理論

     通過對激光器的驅(qū)動電壓加高頻正弦電壓信號,從而改變電流,使輸出頻率也按正弦規(guī)律變化。通過給激光器驅(qū)動加鋸齒波電壓,使其輸出波長在氣體吸收峰兩側(cè)掃描,利用鎖相放大器調(diào)制并解調(diào)出諧波信號,進行氣體濃度的測量。

3、吸收譜線選取的原則

在進行氣體檢測是,對吸收譜線的選取非常關(guān)鍵,應考慮以下幾個方面

(1)氣體在選定的譜線處要有較強的吸收峰,

(2)譜線波長對應的激光器光源技術(shù)要相對成熟

(3)在選定的吸收譜線處沒有背景氣體吸收的干擾,或吸收相對較弱,可以忽略



輸出功率
5mW 
線寬
3MHz 
光纖接頭
FC/APC 
技術(shù)參數(shù)

實驗儀器

1、2004nm/2327 DFB激光器

特點:波長穩(wěn)定性好,窄線寬,單縱模可調(diào)諧,14引腳封裝

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2004nm光譜圖  

T5.jpeg

2004nm 調(diào)諧曲線


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2327nm光譜圖  

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2327nm 調(diào)諧曲線

2、TDLADS激光氣體檢測綜合控制盒

本產(chǎn)品是一款用于可調(diào)諧半導體激光吸收譜技術(shù)(可調(diào)諧半導體激光吸收譜技術(shù)(TDLAS))的控制模塊。主要功能包括:產(chǎn)生正弦波與三角疊加的數(shù)字激光驅(qū)動、可調(diào)增益、可調(diào)增益放大器、1f/2f 數(shù)字鎖相放大器、模擬輸出溫控單元、數(shù)字鎖相放大器、模擬輸出溫控單元、數(shù)字鎖相放大器、模擬輸出溫控單元 。運行參數(shù)及波形均可由電腦端控制和讀取。

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3、長光程吸收池(20m)

4、示波器

5、電壓轉(zhuǎn)換模塊


吸收波長選取

根據(jù)2004nm/2327nmDFB 調(diào)諧范圍,我們可以通過查詢Hitran數(shù)據(jù)庫

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T8.jpeg

得到在2004/2327nm附近有*吸收峰,且沒有其他氣體的干擾。實驗中我們可以測試不同峰值處的二次諧波幅值作為對比。


空間光對穿演示

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實驗測試過程及結(jié)果

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1,如上圖所示,

(1)LASER  OUT連接光程池輸入端

(2)光程池輸出端經(jīng)過電壓轉(zhuǎn)換模塊接入PREAMP

(3)TRIG OUT接入示波器通道1

(4)DAC OUT 接入示波器通道2

2,過程分析:

激光器發(fā)出的光經(jīng)過氣體吸收池,通過電壓轉(zhuǎn)換模塊進入PREAMP端前置放大電路,再經(jīng)過鎖相放大器調(diào)制解調(diào),通過DAC OUT 模擬輸出端到示波器通道2,顯示二次諧波的信號。整個過程中,我們通過調(diào)節(jié)軟件中的各項參數(shù),同時觀察輸出波形,使輸出波形*。

3,實驗結(jié)果:

以CO為列,我們先用三角波掃描沒有CO的氣室得到如下型號,在通入氣體選取合適的吸收線把信號送入鎖相進行解調(diào)。

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圖一;沒有通氣體的掃描三角波信號


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圖二;通入100ppm CO后的直接吸收信號


2004nm二次諧波波形及調(diào)整參數(shù)

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2327nm二次諧波波形及調(diào)整參數(shù)

4,實驗結(jié)論:

由此我們看出,吸收峰值越高,二次諧波幅值越大,因此探測濃度的下限越低,探測精度越高。在實際探測CO/CO2濃度時,我們選取中心波長2004/2327nm來進行標定。調(diào)制參數(shù)不變,通過二次諧波的幅值來計算氣體濃度。

訂購信息

產(chǎn)品型號:TDLAS-2327/2004-MIR  

產(chǎn)品名稱:中紅外TDLAS CO/C02 ppb級濃度分析系統(tǒng)

產(chǎn)品清單:

SN#

名稱

描述

數(shù)量

1

TDLAS 綜合控制主機

該主機含激光驅(qū)動,鎖相放大,數(shù)據(jù)采集功能

1臺

2

2004nm DFB激光二極管

2nm可調(diào),輸出功率5mwm,線寬<3MHz 兼容控制器

1只

3

2327nm DFB激光二極管

2nm可調(diào),輸出功率5mwm,線寬<3MHz 兼容控制器

1只

4

U盤

含操作軟件,產(chǎn)品操作手冊

1只

5

電源線

3相電源線220V/50HZ交流電

1根

6

全光纖氣體吸收池

光程:20m全光纖,F(xiàn)C/APC接頭

1臺

7

電放大模塊

將光電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號給LIA解調(diào)

1個


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