激光氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)采用原位測量方式，直接在安裝點(diǎn)完成分析。整個系統(tǒng)由中央處理單元、發(fā)射探頭、接收探頭與復(fù)合光纜組成。激光光源位于中央處理單元中，所發(fā)激光由光纜傳至發(fā)射探頭，激光穿過被測氣體后被接收探頭檢測。檢測信號傳回中央處理單元進(jìn)行處理、分析與顯示。中央處理單元還承擔(dān)人機(jī)工作界面和輸入輸出的功能。發(fā)射探頭與接收探頭直接安裝于現(xiàn)場分析管線的兩側(cè)。
激光氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)可直接在待側(cè)管線分析，無需采樣、樣氣輸送、預(yù)處理系統(tǒng)等，響應(yīng)速度快。實(shí)現(xiàn)快速的高精檢測，激光區(qū)別于普通光源的重要特性之一是它良好的單色性能。從根本上排除了傳統(tǒng)氣體吸收譜技術(shù)測量某一氣體成分時受到氣體中其它成分吸收譜干擾的可能，更能反映待側(cè)成分的實(shí)際含量及微小變化。
通過使用單行分子吸收光譜來測量氣體濃度。就是通過測量具有某一特定吸收譜線的激光束在穿過被測氣體時發(fā)生的衰減信息，并根據(jù)激光強(qiáng)度衰減與被測氣體含量間的正比關(guān)系，分析獲得被測氣體的濃度。
為執(zhí)行線吸收光譜，使用一個激光二極管作為光源，這是因?yàn)榧す獾墓庾V寬度比分子吸收光譜窄很多，發(fā)射的激光譜寬小于0.0001 nm，其頻率調(diào)制掃描范圍也僅包含被測氣體單吸收譜線，因此成功消除了背景氣體交叉干擾影響。另外可為激光選擇和待測氣體的一個吸收線很相近的波長，通過改變電流和溫度來調(diào)制激光波長以覆蓋所需要的窄光譜范圍，當(dāng)在吸收線上調(diào)制激光時，激光會被部分地吸收，從接收到的激光信號可以提取吸收線下的區(qū)域，從而測出氣體濃度。同時，激光波長既掃描過有氣體吸收的區(qū)域，也掃描過沒有氣體吸收的區(qū)域，當(dāng)波長位于吸收區(qū)域時可測得包含氣體和粉塵在內(nèi)的總透光率T總，當(dāng)波長位于無氣體吸收區(qū)域時可以測得粉塵透光率T粉塵，從而可以準(zhǔn)確獲得被測氣體的透光率，T氣體=T總/T粉塵。這樣中心單元就可以對測量結(jié)果進(jìn)行自動修正，從而免受被測氣體中粉塵的影響。此外，還對被測氣體溫度、壓力的影響也作出修正，終實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的在線氣體分析。
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