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TDLAS CO氣體濃度檢測模擬現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)—2017年6月7日

產(chǎn)品特點(diǎn)以及應(yīng)用

TDLAS技術(shù)介紹：TDLAS是 Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy 的簡稱，中文翻譯為可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜。可調(diào)諧二極管激光吸收光譜(TDLAS)技術(shù)是利用二極管激光器波長調(diào)諧特性，獲得被測氣體的特征吸收光譜范圍內(nèi)的吸收光譜，從而對污染氣體進(jìn)行定性或者定量分析。

TDLAS與傳統(tǒng)測量方法性能對比：

測試系統(tǒng)包含元器件：TDLAS系統(tǒng)控制箱（主要包括1567nmDFB碟型激光器及其驅(qū)動、鎖相放大解調(diào)板），長光程氣體吸收池（23m），銦鎵砷光電探測器，標(biāo)準(zhǔn)濃度的CO樣氣，其他所需連接器件和顯示器件;

上位機(jī)軟件參數(shù)設(shè)置：

一． 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)概述

圖1試驗(yàn)系統(tǒng)

圖2發(fā)射端

圖3接收端

一． 實(shí)驗(yàn)條件

氣溫：28℃

氣體壓力：常壓

光程：23m

CO濃度值：1%、2%、3%、4%激光器掃描電流：70-120mA

調(diào)制頻率：5000Hz

信號放大倍率：2.5

測量靈敏度：100mV

信號相位差：0°

二． 實(shí)驗(yàn)步驟

1. 按照圖1連接好實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，打開示波器；

2. 使用激光光纖測試筆調(diào)節(jié)光路，使得激光光束穿過吸收池后打在InGaAs探測器中心位置；

3. 打開激光器，按照“二. 實(shí)驗(yàn)條件”中的激光器設(shè)置進(jìn)行設(shè)置，然后開啟激光器；

4. 使用微壓計(jì)測定管道內(nèi)流速，然后計(jì)算出需要的CO流量（初始工況為1%），調(diào)節(jié)Alicat流量計(jì)至相應(yīng)讀數(shù)

5. 調(diào)節(jié)示波器至合適位置，開始記錄讀數(shù)；

6. 將Alicat流量計(jì)分別按照2%、3%、4%的濃度計(jì)算值進(jìn)行設(shè)置，每次調(diào)節(jié)后等待30s左右，讀取示波器的電壓峰值，并記錄；

7. 測量完成后，關(guān)閉相應(yīng)儀器；

8. 處理數(shù)據(jù)，分析結(jié)果。

三． 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖4. 未通CO是使用直接測量法測到的掃描電壓信號，證明激光確實(shí)通過23m的吸收距離進(jìn)入了探測器，且整個光路正常

圖5. 通入1%的CO后使用直接測量法測到的電壓信號，與圖4相比可以發(fā)現(xiàn)存在明顯的CO吸收峰，可以采集二次諧波信號

線性擬合的結(jié)果如圖11所示

圖11 線性擬合結(jié)果