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簡(jiǎn)要描述：近紅外TDLAS CH4(甲烷)ppb級濃度分析系統TDLAS（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy）它是利用激光器波長(cháng)調制通過(guò)被測氣體的特征吸收區，在二極管激光器與長(cháng)光程吸收池相結合的基礎上，發(fā)展起來(lái)的新的氣體檢測方法。
產(chǎn)品型號：TDLAS-1653.7-CH4廠(chǎng)商性質(zhì)：經(jīng)銷(xiāo)商更新時(shí)間：2022-03-31訪(fǎng) 問(wèn) 量：1003產(chǎn)品分類(lèi)
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| 品牌 | 其他品牌 | 產(chǎn)地類(lèi)別 | 進(jìn)口 |
|---|---|---|---|
| 應用領(lǐng)域 | 醫療衛生,環(huán)保,化工,生物產(chǎn)業(yè),能源 | 激光器 | 1653.74nm激光器 |
近紅外TDLAS CH4(甲烷)ppb級濃度分析系統
TDLAS（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy）它是利用激光器波長(cháng)調制通過(guò)被測氣體的特征吸收區，在二極管激光器與長(cháng)光程吸收池相結合的基礎上，發(fā)展起來(lái)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(xiàn)的展寬，得到單線(xiàn)吸收光譜，因此TDLAS技術(shù)是一種高分辨率吸收光譜技術(shù)。
甲烷：CH4，俗稱(chēng)瓦斯，在自然界中廣泛分布，是天然氣、沼氣、坑氣等的主要成分，在標準壓力的室溫環(huán)境中，甲烷無(wú)色、無(wú)味。它可用來(lái)作為燃料以及制造氫氣、炭黑、一氧化碳、乙炔及甲醛等物質(zhì)的原料。甲烷對人基本無(wú)毒，但濃度過(guò)高時(shí)，使空氣中氧含量明顯降低，使人窒息。
理論基礎：
1、比爾-朗伯定律
一束激光穿過(guò)濃度為C的被測氣體時(shí)，當激光器的波長(cháng)和被測氣體某個(gè)吸收譜線(xiàn)中心頻率相同時(shí)，氣體分子會(huì )吸收光子而躍遷到高能級，表現為氣體吸收波段激光光強的衰減
2、波長(cháng)調制光譜技術(shù)
A) 激光器的調諧特性
DFB激光器 由于具有良好的單色性，窄線(xiàn)寬特性和頻率調諧特性，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(guò)對激光器的驅動(dòng)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律變化。通過(guò)給激光器驅動(dòng)加鋸齒波電壓，使其輸出波長(cháng)在氣體吸收峰兩側掃描，利用鎖相放大器調制并解調出諧波信號，進(jìn)行氣體濃度的測量。
3、吸收譜線(xiàn)選取的原則
在進(jìn)行氣體檢測時(shí)，對吸收譜線(xiàn)的選取非常關(guān)鍵，應考慮以下幾個(gè)方面
（1）氣體在選定的譜線(xiàn)處要有較強的吸收峰，
（2）譜線(xiàn)波長(cháng)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(xiàn)處沒(méi)有背景氣體吸收的干擾，或吸收相對較弱，可以忽略
實(shí)驗儀器
1、1653.74nm激光器
特點(diǎn)：波長(cháng)穩定性好，窄線(xiàn)寬，單縱?？烧{諧，14引腳封裝
光譜圖
調諧曲線(xiàn)
2、TDLAS激光氣體檢測綜合控制盒
本產(chǎn)品是一款用于可調諧半導體激光吸收譜技術(shù)（可調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)生正弦波與三角波疊加的數字激光驅動(dòng)、可調增益、可調增益放大器、1f/2f 數字鎖相放大器、模擬輸出溫控單元。運行參數及波形均可由電腦端控制和讀取。
3、10米光程超小氣體吸收池
10 米光進(jìn)電出氣體吸收池應用于多種氣體光譜分析檢測。氣室的光路結構使用自主設計、具有優(yōu)良光學(xué)穩定性的扁波氣室（SlimBoss Gas Cell），輔助與高穩定性的光學(xué)封裝結構，主要由氣室腔體、反射鏡、標準光纖接頭、氣體進(jìn)出口以及防震底座等組成。*的懸浮光路設計，具有優(yōu)異的震動(dòng)和溫度穩定性，可以在各種復雜的環(huán)境中穩定工作，非常適合各種氣體在線(xiàn)實(shí)時(shí)檢測。具備低系統噪聲，可應用于痕量氣體分析。
實(shí)驗測試：
操作步驟：
1、 TDLAS激光氣體分析綜合控制盒連接電源和usb線(xiàn)
2、 10米光程超小氣體吸收池的光纖輸入端連接控制盒的LASER OUT激光輸出端，另一端連接探測器的輸入端
3、 用一根SMA-BNC線(xiàn)連接探測器和TDLAS激光氣體分析綜合控制盒的PREAMP前置放大端
4、 用一根BNC-BNC線(xiàn)連接示波器和TDLAS激光氣體分析綜合控制盒的DACOUT模擬輸出端
5、 用一根BNC-BNC線(xiàn)連接示波器和TDLAS激光氣體分析綜合控制盒的TRIG OUT觸發(fā)端
6、 打開(kāi)激光器，連接探測器電源
7、 向氣室中通入10ppm的CH4，調節軟件參數，在示波器上觀(guān)察二次諧波信號波形、幅值等信息
過(guò)程分析：利用電腦端的控制軟件調節電流和溫度的大小對波長(cháng)進(jìn)行調諧，使激光器實(shí)現一定波長(cháng)范圍的掃描，使輸出波長(cháng)覆蓋氣體的吸收峰，鎖相放大器提供高頻正弦調制信號，使激光器輸出頻率得到正弦調制，激光器發(fā)出的光經(jīng)過(guò)氣體吸收池，通過(guò)探測器進(jìn)入PREAMP端前置放大電路，再經(jīng)過(guò)鎖相放大器調制解調，通過(guò)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(gè)過(guò)程中，我們通過(guò)調節軟件中的各項參數，同時(shí)觀(guān)察輸出波形，使輸出波形*。
測試結果
1、二次諧波波形及調制參數如下：
二次諧波
軟件調制參數
2、驗證分析：
通過(guò)查詢(xún)Hitran數據庫得到在波數為6046cm-1到6048cm-1范圍內的吸收譜線(xiàn)如下：
吸收峰波長(cháng)約為1653.73nm，通過(guò)對比二次諧波幅值信息，與數據庫相符合，由此驗證是CH4氣體。
3、實(shí)驗結論：
通過(guò)測試，我們發(fā)現CH4濃度為10ppm時(shí)，二次諧波幅值可達300mV，由此可以說(shuō)明我們的TDLAS分析系統，測試精度*，可達ppb量級。
訂購信息
產(chǎn)品型號：TDLAS-1653.7-CH4
產(chǎn)品名稱(chēng)：近紅外TDLAS CH4 ppb級濃度分析系統
產(chǎn)品清單：
# | 名稱(chēng) | 描述 | 數量 |
1 | TDLAS激光氣體分析綜合控制盒 | 該主機含激光驅動(dòng)，鎖相放大，數據采集功能 | 1 |
2 | 1653.7nm DFB激光器 | 2nm可調，輸出功率20mW，線(xiàn)寬<2MHz，14引腳蝶形封裝，兼容控制器 | 1 |
3 | 10米光程超小氣體吸收池 | 有效光程10m，波長(cháng)范圍1500-1700nm，輸入最大光功率2mW，插入損耗≤2dB，輸出類(lèi)型PD | 1 |
4 | U盤(pán) | 含操作軟件，產(chǎn)品操作手冊 | 1 |
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