氨逃逸激光氣體分析儀是一款基于可調(diào)諧二極管激光吸收光譜(TDLAS)氣體分析系統(tǒng),主要基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù),采用近紅外可調(diào)式激光器(TDL)作為光源的光譜吸收氣體檢測系統(tǒng)。其特定氣體只吸收特定波長的光譜,依據(jù)Beer-Lambert定律,一束單色光照射吸收介質(zhì)表面,在通過一定厚度的介質(zhì)后,由于介質(zhì)吸收了一部分光能,透射光的強(qiáng)度就要減弱。吸收介質(zhì)的濃度愈大,介質(zhì)的厚度愈大,則光強(qiáng)度的減弱愈顯著,即吸收的強(qiáng)度與氣體濃度成正比,通過氣體吸收強(qiáng)度的檢測,計算出特定氣體的濃度,激光器發(fā)出初始光強(qiáng)為,頻率為
的單色激光,通過吸收介質(zhì)后接收的激光強(qiáng)度I為:
(1)
:氣體吸收線的中心頻率
S:吸收線強(qiáng)
T:溫度
:吸收線型函數(shù)
c:氣體分子數(shù)濃度
P:壓力
L:吸收光程
氨氣近紅外分子吸收滿足條件,使用吸光度A表示氣體對光的吸收,則有:
(2)
提取氣體有效吸收光譜獲得吸光度,得到氣體濃度c為:
結(jié)合先進(jìn)的光機(jī)設(shè)計、微弱信號檢測技術(shù)、計算機(jī)軟硬件技術(shù)實現(xiàn)。利用了半導(dǎo)體激光器的窄線寬和波長可調(diào)諧特性,掃描目標(biāo)氣體分子的單根吸收譜線,從而實現(xiàn)氣體濃度的高靈敏在線檢測;實現(xiàn)了氣體紅外激光吸收光譜的自動測量、濃度定量分析、監(jiān)測結(jié)果顯示及數(shù)據(jù)儲存等功能。已經(jīng)在多個水泥廠,發(fā)電廠用于氨逃逸在線監(jiān)測,獲得了長期的,精確的NH3逃逸水平數(shù)據(jù)。通過TDLAS激光氣體分析儀實時在線監(jiān)測逃逸的NH3從而優(yōu)化了加入到反應(yīng)器內(nèi)的氨量。這些數(shù)據(jù)已經(jīng)用來作為監(jiān)控和評估NOX排放控制系統(tǒng)效能水平的依據(jù)。提高我國工業(yè)廢氣激光在線監(jiān)測的水平,為控制有毒有害氣體排放和減少污染事故的發(fā)生提供技術(shù)保障。
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