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Winsen
激光氣體分析原理
由于不同分子的能級結構不同,特定的氣體只能吸收特定的一個或者少數幾個波長的光子,形成了氣體的吸收線。每種分子的吸收線也稱為氣體分子指紋,把各種氣體的氣體吸收線放在同一波長坐標中,就構成了氣體的吸收光譜圖。
當特定波長的紅外光,例如單一波長的激光通過氣體,如果氣體中存在與之對應的氣體,則光能就被吸收,在輸出端可以檢測到光強的衰減,對應的氣體濃度越大衰減就越強,由此我們可以探測到該種氣體的存在以及濃度。
可調諧半導體激光吸收光譜(TDLAS)技術就是根據氣體的選擇吸收性,來進行氣體濃度測量的氣體分析技術。
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激光氣體分析核心部件
激光氣體分析主要部件也包括光源、氣室、檢測器、控制檢測電路等幾個部分。
(1)激光光源
激光光源根據原理分主要有DFB、VCSEL、FP等幾種;按照波長分為近紅外和中遠紅外激光器;按照是否內置TEC分為內置TEC和無內置TEC兩種;按照封裝可分為TO封裝和蝶形封裝等。一般蝶形封裝都內置了TEC和熱敏電阻。
激光器的所有參數中波長是Z重要的一個,波長決定了可以檢測什么氣體以及吸收強度有多大,同時波長也是激光器價格的決定因素。
采用1653.7nm的DFB激光器,具有穩定性好,單模輸出性良好,調節精度高,不受電磁干擾,耐高溫等優點。
(2)氣室
由于激光擁有很高的調制頻率,同時激光芯片作為近似的點光源,可以實現高度平行的平行光束,因此激光氣體分析可以實現開放光路和氣體流通池兩種方式,具體分類如圖所示。
采用開放式對射光路結構,無需采樣氣室,激光器發出的激光直接穿過待測區域完成檢測,加上精準的算法,傳感器響應時間可做到10s以內。
(3)檢測器
檢測器Z常見的主要有硅光電池、銦鎵砷光電二極管、鍺光電二極管等,硅光電池主要在近紅外區有較強響應,銦鎵砷和光電二極管可在中紅外有較強的響應。
傳感器采用光電二極管檢測器,針對甲烷 (CH4) 檢測(1653nm)進行了優化,提高了在低溫環境中的響應度。
MH-Z9041A 激光甲烷氣體傳感器是一個家用型甲烷傳感器,基于TDLAS技術對甲烷氣體進行檢測,具有優異的氣體選擇性、無氧氣依賴性、抗水汽、抗中毒、壽命長等特點。傳感器核心器件自主研發、性能穩定,內置了控溫算法、溫度補償算法,實現對甲烷氣體的測量,是一款將成熟的激光氣體吸收檢測技術與穩定光路設計和電路設計緊密結合而制作出的高性能傳感器。
· 抗水汽、不中毒,響應快、免校準,壽命可達10年
· 高靈敏度、高分辨率、只檢測甲烷氣體,抗氣體干擾能力強
· 產品適用于家用燃氣報警器,滿足新國標
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