基于TDLAS技术的在线气体检测系统评介
摘要：基于可调谐激光二极管吸收光谱技术的在线气体检测系统可用于分析工业过程气体浓度，具有无需采样预处理、响应速度快、不受背景气体和粉尘影响以及适应恶劣工业环境能力强等突出优势。本文在介绍运用波长调制技术的吸收光谱原理的基础上详细介绍了该仪器的性能特点和组成结构。
关键词：TDLAS,可调谐激光二极管,近红外吸收光谱学,波长调制光谱
随着我国环境保护（垃圾焚烧） 、钢铁冶金、石油化工、生化制药，航空航天领域的快速发展，需要进一步加强对这些领域的生产过程的控制。这就对生产过程的分析能力提出更高的要求，过程分析仪的检测精度、响应时间、系统稳定性等指标必须有进一步的提高。过程气体浓度的在线分析是生产过程分析的重要方面，已经被广泛地应用于生产工艺优化、降污分析、能源气回收控制、环保监测等方面，是提高对生产过程的分析能力的重要方面。但是，目前在线气体分析系统普遍采用传统的不分光红外光谱气体分析仪，这种仪器存在许多缺点 ：（1）很难高精度地定性定量校正背景气体交叉干扰以及粉尘、视窗污染所带来的数据误差 ； （2）需要复杂的气体采样和预处理系统，使得系统响应时间迟滞，无法完全满足实时响应的要求，也就无法根据测量结果对生产过程进行实时控制 ； （3）采样系统可能发生泄漏等问题，易导致气体信息失真，而且其测量浓度仅为探头所处的局部范围内的浓度 ；（4）需要一个月手动标定至少 2 ～ 3 次 ； （5）采样探头、 过滤装置需要经常性维护； （6）运动部件较多，可靠性低； （7）年费用一般为系统成本的 20%左右。 TDLAS（Tunable Diode Laser Absorpt ion Spectroscopy）是可调谐二极管激光吸收光谱技术的简称，由于该激光二极管采用半导体材料制成，通常又称为可调谐半导体激光吸收光谱技术。
半导体激光吸收光谱技术在 2O 世纪 70 年代时使用中远红外波长的铅盐半导体激光器，这类激光器以及相应的中远红外光电传感器在当时只能工作于非常低的液氮甚至液氦温度，从而限制该技术在工业过程气体分析领域的应用。
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