軟文_TDLAS產品簡介(上下)

1、TDLAS氣體分析主流產品簡介（上）本文主要介紹TDLAS技術優(yōu)勢，以及常用于TDLAS分析系統(tǒng)的激光器， 和海爾欣相關科研級模塊產品。中紅外量子級聯激光器（QCL）是一種性能優(yōu)越的新型半導體激光器，隨著QCL的發(fā)展，可調諧半導體激光吸收光譜技術（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy , TDLAS）在痕量氣體分析領域獲得了更廣泛的應 用。相較于傳統(tǒng)的非色散紅外光譜分析技術（NDIR）,基于TDLAS技術的氣 體分析技術具有難以取代的優(yōu)勢。目前市面上的主流氣體分析產品多數采用 NDIR技術，具缺點包含：.復雜的采樣和預處理系統(tǒng)使得系統(tǒng)響應速度慢

2、，難以滿足實時響應需求；.受背景氣體（如水汽）的交叉干擾嚴重，并且樣氣中的粉塵引起誤差， 影響濃 度測量準確度；.單點采樣使得測量數據不具有代表性；.易于發(fā)生漂移，降低數據可靠性，且因為需要經常標定，維護成本高。TDLAS也是一種紅外吸收光譜技術，基本原理是通過分析光被氣體的選擇性吸收，由吸收光譜反演獲得待測氣體濃度。由于 TDLAS技術采用了半 導體激光光源，光譜線寬遠小于待測氣體單根吸收譜線的線寬，頻率掃描 范圍可避開其他氣體吸收譜線，有效避免交叉干擾。其優(yōu)點如下：.高靈敏度和高選擇性：可調諧半導體激光器的線寬低至10-4波數（cm-1）,而一般分子的吸收線的線寬在10-2cm-1量級，將

3、激光器的輸出波長調諧到選定的 分子吸收峰中心頻率，可避開其他氣體組分的干擾；.響應快速：脈沖式的可調諧激光器的脈沖沿上升時間在納秒級別（10-9 s）,允許它們在很小的光譜范圍內進行掃描，在毫秒范圍內能對幾種波長進行掃描；.相同樣氣多組分測量：可調諧激光器的波長覆蓋了大多數氣體的吸收峰，因而 可以檢測的氣體種類非常多，只要更換激光器，同樣的設備可以實現多種氣體監(jiān) 測；.實現連續(xù)在線監(jiān)測：傳統(tǒng)的檢測方法大都需要采樣及預處理過程， 難以實現連 續(xù)在線監(jiān)測。TDLAS可以實現原位監(jiān)測，無需任何預處理過程；.實現區(qū)域監(jiān)測：傳統(tǒng)的檢測方法由于單點采樣，數據可能不夠具有代表性，難 以滿足區(qū)域內的監(jiān)測要求。

4、TDLAS技術結合開放式光路和長光程設計，可以反 映幾百米，甚至幾千米區(qū)域內的氣體濃度信息；.遠距離遙感：可調諧激光器很容易進行準直、聚焦等操作，并且紅外無需接 觸測量，可實現遠距離遙感。常用于TDLAS系統(tǒng)的激光器TDLAS系統(tǒng)的主要部件為可調諧半導體激光器，以下介紹常見的可調 諧半導體激光器及其特性：FP （Fabry-Perot Laser ,法布里-珀羅）激光器：輸出功率大（可達 瓦級），一般為多模輸出，且因為光譜線寬較寬，難以滿足對精度要求高 的痕量氣體分析需求。DFB （Distributed Feedback Laser ,分布反饋式）激光器：輸出功率 比FP激光器低很多（最多幾

5、十個毫瓦），可以輸出較窄（0.01 nm 量級）的光譜，并能夠通過溫度調諧提供有限的波長調諧（幾個波數）。DFB激光器是目前市面上TDLAS系統(tǒng)中最常見的激光器，其輸出線寬小于 10MHz ,而傳統(tǒng)NDIR紅外光源的線寬則達到數百GHz。VCSEL （Vertical Cavity Surface Emitting Laser ,垂直腔面發(fā)射）激 光器：優(yōu)點是線寬較窄（0.1 nm量級）且波長對溫度漂移較小，然而只能 實現從0.760-2.4pm之間的部分波長。海爾欣與國際知名QCL和MCT芯片廠商合作，研發(fā)用于工業(yè)領域過程監(jiān)控和氣體傳感器件，包含激光器，探測器，驅動器，安裝座和信號處 理模塊

6、。若您處于開發(fā)或研究的初期階段，我們同時也提供一系列激光安裝座和驅動器，長光程氣體池，MCT探測器，TDLAS專用鎖相模塊。海爾欣以瑞士 Alpes公司，日本住友電工，美國 Thorlabs 和Adtech Photonics 公司的分布反饋式量子級聯激光器（ DFB-QCL ）為基礎元器件， 通過專利的封裝和準直工藝，整合成一整套量子級聯準直激光發(fā)射模塊。無論您需要連續(xù)輸出，脈沖輸出，定制中心波長，寬調諧，線寬 5 MHz , 輸出功率達到百毫瓦級，還是高性價比的工業(yè)批量器件，請與我們聯系， 我們將幫您選擇 3到13 pm及以上的中紅外激光器。我們的激光發(fā)射器主要產品為：QC-Qube TM

7、迷你全功能量子級聯激光發(fā)射單元（世界最小的具備氣密，溫 控，散熱，準直功能的中紅外激光器）HPQCL-Q TM標準中紅外量子級聯激光器（全功能且含共軸紅光，方便用戶 觀察及調光）HPQCL-H TM工業(yè)級HHL封裝量子級聯激光器（高性價比，高可靠）TDLAS氣體分析主流產品簡介（下）本文依照不同形式的光路設計，介紹市面上已有的三類TDLAS氣體分析產品。抽取式（extractive）:待測氣體以自由擴散或是被氣泵抽取的方式進入 分析氣室，激光器發(fā)出的紅外激光穿過氣室被目標氣體分子吸收。為了提 高檢測靈敏度，可以設計多反射光學氣室（如懷特池，赫里奧特池）來增 加光程長度。我們甚至可以對氣室進行加

8、熱及調壓，在氣室內部制造出一 個與實際工況類似的場景，從而恢復待測氣體的“原位”特性 。由于增加了 氣泵、氣室等部件，抽取式 TDLAS系統(tǒng)的結構相對復雜，成本偏高，但其 檢測精度可以達到亞 ppb量級，適合對檢測精度要求非常高的工業(yè)制程控 制，例如制藥、精細化工、冶金等。LGM1601 脫海爾欣的LGM1600便攜式高精度激光氨逃逸分析儀和 硝工藝NOx實時分析系統(tǒng)均屬工業(yè)用的抽取式儀器產品建腌明另外，我們的蜂鳥系列模塊專為OEM集成設計，結合客戶的取樣除塵預處理系統(tǒng)，全程高溫伴熱分析，無需冷凝除水或稀釋采樣，實現高精度 在線測量 CO , CO2 , NO , NO2 , NH3 , 02

9、 , N2O等過程和排放氣體。 產品運行穩(wěn)定，實時性高，維護量小。開放光路式(open-path):無需采樣氣室，激光器發(fā)出的激光直接穿過待測區(qū)域完成檢測。開發(fā)式光路TDLAS產品能檢測幾百米甚至幾千米范 圍內的氣體泄漏情況，非常適合于石化精煉廠、鋁冶煉廠、化肥廠、天然 氣場站的有毒氣體及爆炸性氣體泄漏檢測。當然，該類產品也可以應用于 環(huán)境監(jiān)測，例如大氣質量檢測、煙氣排放監(jiān)測。海爾欣的HT8700E高精度大氣氨本底激光開路分析儀即屬于開放光路式產品。傳統(tǒng)閉路儀器由于氨的粘滯性，造成較長的響應時間，HT8700E開路設計不存在采樣和預處理通道管壁對分子的吸附和滯后現象，分析儀 對濃度變化的響應時間可達0.1秒，完全滿足生態(tài)環(huán)境觀測領域中的渦相關(Eddy Covariance Flux) 氨通量測量。遙感式(standoff):傳統(tǒng)的監(jiān)測產品采用靜態(tài)檢測技術，遙感式TDLAS產品是一種可移動、無需進入現場的高靈敏度遙感監(jiān)測技術。基本 原理與開放式長光程 TDLAS監(jiān)測系統(tǒng)基本一致，不同的是該系統(tǒng)不需要在 固定位置安裝角反射鏡，收發(fā)端發(fā)射的激光經目標物(輸送管道、場站設 備)散射后被光電探測器接收。遙感式 TDLAS產品適合于對長輸管網、復 雜城市管網等遠距離，以及復雜位置，不宜進入現場等場所的靈活監(jiān)測。國外已商業(yè)化、基于 TDLAS技術的手持甲烷氣體泄漏遙測儀器海爾欣目前與