近红外TDLAS-NIR气体检测方案

（以空气中氧气为例）

方案介绍：

QCL-NIR TDLAS气体传感是一种高灵敏度，测量短时，便于携带等优点与传统的传感方法相比。我们气体检测测量设备采用低功耗的Nanoplus 的760nm波长DFB激光器。该分布式反馈（DFB）激光器在气体中的性能通过测量近红外吸收光谱来解调出2f信号。在具体项目中，我们采用多通型气室进行气体吸收来增加光程，并对NIR-DFB的波长进行扫描，扫描DFB-NIRL的注入电流。首先，我们测量了室内空气的吸收光谱，发现水和甲烷的吸收线与我们的仿真结果一致。然后，出于实验安全考虑我们使用空气中水气来评估仪器的灵敏度，并且在小于1W的DFB-NIR功耗下获得了高达1ppm的传感灵敏度。

TDLAS气体检测背景：

市场背景：

工业管道内气体温度和气体浓度的测量对于安全生产和环境保护具有重要的意义。在实际测量中需要较高的精确度和少量的维护操作。近红外可调谐半导体激光吸收光谱技术具有高灵敏、高选择性、可进行实时原位在线监测等优点, 可以满足工业管道实时在线气体浓度和气体温度监测方面不同环境的要求。同时发动机尾气温度过高无法直接测量，利用TDLAS我们可以反演推算测试出发动机尾气的温度，这对于燃烧诊断有极其重要的意义。

筱晓光子的近红外的TDLAS技术的主要研究方向包括：发动机尾气检测、航空发动机燃烧诊断、电厂氨气在线监测，过程分析等应用领域。我们利用红外痕量测量技术为该领域分析提供数据支撑。TDLAS-NIR DFB技术可以准确快速的测量出水分子的浓度来反演计算温度，可以为航空发动机燃烧诊断提供准确的参考数据。

中红外激光TDLAS技术优势：

目前，国内外市场CH4逸监测仪器几乎都是基于近红外激光TDLAS技术。近红外原位在线式在高温高湿高粉尘工况下，检测精度无法保证；抽取式借助多次反射光程池可提高精度，但增加了采样预处理环节，并且要求多次反射光程池具有更高稳定性，能达到的最好灵敏度也仅为1~2 ppm。长期来看，这样的精度无法满足海底微量甲烷气体探测分析的要求。

（上图为中红外甲烷分子吸收谱线）

分子光谱学研究表明，氨分子的中红外吸收谱线比近红外吸收谱线强数十倍。

筱晓光子自主研发的QCL-7.4CH4产品采用中红外激光TDLAS技术(Mid-Infrared Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)，目标谱线正是甲烷分子在红外长波波段的最强吸收，在同样测量条件下，可比近红外TDLAS的信号强度高数十倍，检测精度可达ppb量级，从本质上解决了市场痛点，可充分满足市场需求。

技术对比表：

筱晓光子的的第二代MIR-TDLAS CH4分析仪，基于革新性中红外激光光谱技术，原位在线测量低于17ppb浓度氨逃逸！如下是我们实际测量数据：

我们的宗旨是为您提供 超高精度、抗强干扰、稳定可靠、维护简便 的氨逃逸监测系统以及相关仪器设备集成服务！

设备工作技术原理：

中红外MIR-TDLAS基本原理是通过调谐特定的量子级联激光器波长，使其扫过被测气体分子的特定中红外吸收光谱线，被气体吸收后的透射光由中红外光电探测器接收，经由锁相放大模块提取透射光谱的谐波分量，反演分析气体浓度信息。

我们采用国际领先的半导体量子级联激光器(QCL)作为中红外激光源，可有效探测波长在中红外（波长3到20微米）的分子基本能级，使基于QCL光源的传感仪器能达到前所未有的灵敏度。QCL是基于电子在半导体量子阱中导带子带间跃迁和声子辅助共振隧穿原理的新型单极半导体激光器，与传统近红外二极管激光器工作原理有本质不同，其激射波长可覆盖大部分中远红外光谱区域。在环境污染监测、工业过程高精度监测、痕量毒品和爆炸物检测等应用方向前景广阔。

关于氧气系统测试调试如下：

界面调试参数：

系统氧气吸收特征：

如何连接光路：

注意：打开激光器之前务必确认软件设置电流没超过50mA。

咨询电话：021-64149583、021-56461550、021-65061775

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