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【TDLAS系统产品问答】12、昕虹抽取式工业气体检测模块(LGM1600)可调谐激光二极管如何吸收光谱工作?

 

 

TDLAS是红外吸收测量的一种方法。许多气体在红外波长区间都有典型的吸收谱。在一个典型的设置里,一个光源的红外光横穿气体腔室(测量元件)并落到光探测器上。红外光和腔内(测量元件内)的气体分子的相互作用导致探测器上的红外辐射强度衰减,具体衰减值要看气体浓度。

 

相对小分子的气体的吸收谱表现出一个易分辨的精细结构,此结构由许多单独的吸收线组成。TDLAS中,单模可调谐二极管激光器是气体测量的光源。它的波长选择集中在目标气体所有精细吸收线的其中之一。

 

接着在非常窄的范围内(2nm),驱动激光器去扫描这个吸收线,分析整个光谱的强度,由此得到气体浓度。

 

通常一个激光器只用来测量一种气体。由于线的锐度(0.1nm),实际情况下很少会有同其它气体的交叉干扰。

 

当两种不同气体的吸收带交叉,有时候可能可以用一个激光器去监测两种不同气体的浓度。

 

早期的通讯类型的激光器二极管只在波长至2.7 µm时可行,故在基本气体吸收波长(3 to 12 µm)时很少用TDLAS。随着中红外量子级联激光器的问世,近年来越来越多的研究和应用向气体基本吸收波长拓展。

 

替代的是,使用吸收带的第一个过色调,这是在0.762.3 µm范围内方便找到位置的。且可使用负担近红外的通讯激光器和探测器。

 

 

 

 

  低分辨率(例如NDIR)气体吸收带如下图红色所示,整个谱带(浅红色)由若干条独立光谱线(深红色)组合而成,而高分辨率的激光扫描可以揭示气体分子旋转-振动带的精细结构

 

  在高分辨率测量中,TDLAS可以扫描气体分子的单条独立旋转-振动吸收谱

 

 

 

 

 

 

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