可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜氧氣檢測系統(tǒng)的應(yīng)用
激光氣體檢測原理:TDLAS, TDLAS是Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy的簡稱, 即:可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜
TDLAS技術(shù)采用的半導(dǎo)體激光光源的光譜,寬度遠(yuǎn)小于氣體吸收譜線的展寬,得到單線吸收光譜,因此TDLAS技術(shù)是一種高分辨率吸收光譜技術(shù)。
在選擇該吸收譜線時,應(yīng)保證在所選吸收譜線頻率附近約10倍譜線寬度范圍內(nèi)無測量環(huán)境中背景氣體組分的吸收譜線,從而避免這些背景氣體組分對被測氣體的交叉吸收干擾,保證測量的準(zhǔn)確性。
TDLAS氧氣檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能
TDLAS氧氣檢測系統(tǒng)的通常包括以下組件:
1、激光器:這是系統(tǒng)的核心部分,通常是一個可調(diào)諧二極管激光器。這個激光器發(fā)出特定波長的激光,用于與目標(biāo)氣體分子發(fā)生相互作用。
2、調(diào)制器:激光束通過調(diào)制器,該調(diào)制器通常以某種方式(如頻率調(diào)制或幅度調(diào)制)改變激光的性質(zhì)。這有助于從背景信號中提取出氣體吸收的信息。
3、氣體吸收池:這是一個包含待測氣體的容器。激光束穿過這個容器,與目標(biāo)氣體分子相互作用。
4、光電探測器:激光束穿過氣體樣品室后,被光電探測器接收。這個探測器將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,以供后續(xù)處理。
5、前置放大器:信號處理器接收來自光電探測器的電信號,并對其進(jìn)行放大。6、6、鎖相放大器:這通常包括解調(diào)和濾波,以提取出與目標(biāo)氣體濃度相關(guān)的信息。
7、數(shù)據(jù)分析器:數(shù)據(jù)分析器接收來自信號處理器的處理后的信號,并根據(jù)TDLAS原理進(jìn)行分析,以得到氣體濃度等參數(shù)。
在實(shí)際應(yīng)用中,TDLAS系統(tǒng)可能還包括其他組件,如光學(xué)元件(如透鏡、反射鏡等)、溫度控制器(用于穩(wěn)定激光器和探測器的溫度)等
TDLAS氧氣檢測應(yīng)用領(lǐng)域
工業(yè)過程控制:在工業(yè)制造過程中,氧氣濃度的精確控制對于生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。TDLAS技術(shù)可以實(shí)時監(jiān)測生產(chǎn)過程中氧氣的濃度,幫助工程師調(diào)整工藝參數(shù),優(yōu)化生產(chǎn)流程,提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
環(huán)境監(jiān)測:在大氣環(huán)境監(jiān)測中,氧氣濃度的變化可以反映空氣質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況。TDLAS技術(shù)可以用于實(shí)時監(jiān)測大氣中氧氣的濃度,幫助環(huán)保部門評估空氣質(zhì)量,預(yù)測氣候變化,制定環(huán)境保護(hù)政策。
燃燒過程監(jiān)測:在燃燒過程中,氧氣的濃度對于燃燒效率和污染物排放有著重要影響。TDLAS技術(shù)可以實(shí)時監(jiān)測燃燒過程中氧氣的濃度,幫助工程師調(diào)整燃燒參數(shù),提高燃燒效率,降低污染物排放。
醫(yī)療診斷:在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,氧氣濃度的監(jiān)測對于患者的呼吸功能和生命健康具有重要意義。TDLAS技術(shù)可以用于實(shí)時監(jiān)測患者的呼吸氣體中氧氣的濃度,幫助醫(yī)生評估患者的呼吸功能,制定治療方案。
航空航天:在航空航天領(lǐng)域,氧氣濃度的監(jiān)測對于飛行安全和人員生命健康至關(guān)重要。TDLAS技術(shù)可以用于監(jiān)測飛機(jī)和航天器內(nèi)部的氧氣濃度,確保人員在需要時能夠獲得足夠的氧氣供應(yīng)。
為氧氣檢測選擇合適的器件
先鋒科技長期以來一直專注于激光光譜學(xué)在中國市場的應(yīng)用,經(jīng)過二十多年的耕耘,我們可以為客戶提供多款采用TDLAS技術(shù)進(jìn)行氧氣檢測的產(chǎn)品
DISCRETE-MODE(離散模式)激光器
DM(Discrete-Mode)激光器是目前市面上TDLAS系統(tǒng)中最常見的激光器,它作為發(fā)射光源,具有優(yōu)秀的單色性和窄線寬,以及出色的靈敏性和準(zhǔn)確度。
和DFB分布反饋式單縱模半導(dǎo)體激光器類似,DM離散模半導(dǎo)體激光器都是在F-P法布里-波羅半導(dǎo)體激光器的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次加工,從而實(shí)現(xiàn)單縱模輸出。DM離散模半導(dǎo)體激光器性能更出色,更適合大批量工業(yè)生產(chǎn)。
EBLANA的EP760 離散模式系列激光二極管的開發(fā)是為了滿足氣體傳感市場對激光氧傳感器的關(guān)鍵需求。
該激光器提供多種封裝類型,包括帶光學(xué)隔離的蝶形封裝,為醫(yī)療、加工工業(yè)、燃燒和環(huán)境應(yīng)用提供方便的集成功能
產(chǎn)品特點(diǎn)及參數(shù)
適用于光纖耦合的邊發(fā)射設(shè)計(jì)
可提供多個吸收帶(760nm – 763nm)
窄線寬設(shè)計(jì)(2-3 MHz)
VCSEL (VERTICAL CAVITY)激光器
EP760VCSEL系列激光二極管的研制,是為了滿足激光氧傳感器氣體傳感市場的迫切需要。
該激光器具有多種包裝類型,在醫(yī)療、工藝工業(yè)、燃燒和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域具有可靠、高靈敏度的性能
產(chǎn)品特點(diǎn)及參數(shù)
適用于低成本制造的垂直腔設(shè)計(jì)
低閾值和操作電流
寬調(diào)諧范圍以上的單模
EBLANA激光器訂購指南
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