激光氣體分析儀原理?
更新時(shí)間:2026-03-09 點(diǎn)擊次數(shù):167次
激光氣體分析儀 特定波長的光,通過測量光被吸收了多少,就能算出氣體的濃度。激光發(fā)射半導(dǎo)體二極管激光器發(fā)出一束窄帶、單色、波長可調(diào)的近紅外 / 中紅外激光。
波長掃描激光波長掃過被測氣體分子的一條特征吸收峰(每種氣體只吸收特定波長)。
光吸收氣體分子吸收光能 → 接收端光強(qiáng)減弱。遵循 朗伯?比爾定律:I=I0e?α(λ)?C?L
入射光強(qiáng)
I:出射光強(qiáng)
α:吸收系數(shù)
C:氣體濃度
(L\):光程長度
信號(hào)解調(diào)常用波長調(diào)制光譜(WMS)+ 二次諧波(2f)檢測,極大提高信噪比,抗粉塵、水汽、背景光干擾。
計(jì)算濃度系統(tǒng)根據(jù)吸收強(qiáng)度直接反演出氣體體積濃度 / 摩爾分?jǐn)?shù)。
選擇性:只測目標(biāo)氣體,幾乎不受其他氣體干擾
響應(yīng)極快:毫秒級(jí)
非接觸測量:原位對射、反射、抽取都可以
量程寬:ppm 級(jí)~百分比級(jí)都能測
免維護(hù)、壽命長:無耗材、無電化學(xué)傳感器老化問題
適合惡劣工況:高溫、高粉塵、高濕、高腐蝕
激光氣體分析儀采用可調(diào)諧二極管激光吸收光譜技術(shù)(TDLAS),核心是利用氣體分子對特定波長激光的選擇性吸收來測量濃度。
發(fā)射激光
激光器發(fā)出一束波長可精確調(diào)節(jié)的單色激光,穿過被測氣體。
波長匹配
每種氣體只吸收特定波長的光,調(diào)節(jié)激光波長對準(zhǔn)被測氣體的特征吸收峰。
光強(qiáng)衰減
激光穿過氣體時(shí),部分光被氣體分子吸收,接收端檢測到的光強(qiáng)減弱。
氣體濃度越高,光被吸收得越多,衰減越明顯。
信號(hào)檢測與計(jì)算
通過波長調(diào)制 + 二次諧波檢測等技術(shù)提高精度,再根據(jù)朗伯 - 比爾定律,由光強(qiáng)衰減量直接計(jì)算出氣體濃度。
激光氣體分析儀通過發(fā)射可調(diào)諧激光,利用氣體分子對特定波長激光的選擇性吸收,檢測光強(qiáng)衰減程度,從而計(jì)算出氣體濃度。