一、不同的氣體分析技術(shù)比較

1、氣體分析技術(shù)介紹

(1)人工采樣法

傳統(tǒng)的分析方法如化學(xué)分析法、氣相色譜法較多采用人工采樣法。人工采樣法的特點(diǎn)是采用人工取樣的方式，抽取某一時(shí)點(diǎn)的樣氣進(jìn)行分析。它的缺點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的：必須對(duì)氣體進(jìn)行人工取樣，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，其中操作者的操作技能對(duì)分析的精度有很大影響；只能單一成份地逐個(gè)進(jìn)行檢測(cè)分析，不具備多重輸入和信號(hào)處理功能；分析費(fèi)時(shí)費(fèi)力，響應(yīng)速度慢，效率低，難以實(shí)時(shí)地反映工況信息。

(2)連續(xù)采樣法

連續(xù)采樣法主要有紅外線(xiàn)式、紫外線(xiàn)式和熱導(dǎo)式三種測(cè)量方法。連續(xù)采樣法的特點(diǎn)是采用不同測(cè)量方法的氣體分析系統(tǒng)都由采樣預(yù)處理系統(tǒng)和分析儀表兩部分組成，采樣探頭將被測(cè)氣體從煙道或管道中引出并進(jìn)行預(yù)處理后，連續(xù)送入儀器的氣體室中，分析儀器通過(guò)不同的方法完成氣體濃度的測(cè)量。上述三種測(cè)量方法的系統(tǒng)集成方式、適應(yīng)性和性?xún)r(jià)比有很大的區(qū)別。

應(yīng)用最廣泛的紅外線(xiàn)式氣體分析儀基于非色散紅外吸收光譜（NDIR）的原理，其測(cè)量方法是基于氣體對(duì)紅外線(xiàn)進(jìn)行選擇性吸收的原理，當(dāng)被測(cè)氣體通過(guò)測(cè)量管道時(shí)吸收紅外光源發(fā)出的特定頻率光（與被測(cè)氣體成分有關(guān)）使光強(qiáng)衰減，測(cè)出光強(qiáng)的衰減程度即確定了被測(cè)氣體的濃度。

紫外線(xiàn)式氣體分析儀是基于被測(cè)氣體對(duì)紫外光選擇性的輻射吸收原理，可以測(cè)量SO2、NOx、HCl、NH3等氣體，但在同等性能、功能情況下儀器價(jià)格較高。

熱導(dǎo)式氣體分析儀的工作原理是利用各種氣體不同的熱導(dǎo)系數(shù)，即具有不同的熱傳導(dǎo)速率來(lái)進(jìn)行測(cè)量的。當(dāng)被測(cè)氣體以恒定的流速流入分析儀器時(shí)，熱導(dǎo)池內(nèi)的鉑熱電阻絲的阻值會(huì)因被測(cè)氣體的濃度變化而變化，運(yùn)用惠斯頓電橋?qū)⒆柚敌盘?hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過(guò)電路處理將信號(hào)放大、溫度補(bǔ)償、線(xiàn)性化，使其成為測(cè)量值。熱導(dǎo)式氣體分析器的應(yīng)用范圍很廣，如H2、Cl2、NH3、CO2、Ar、He、SO2、H2中的O2、O2中的H2和N2中的H2等等；它的測(cè)量范圍也很寬，在0%~100%圍內(nèi)均可測(cè)量。熱導(dǎo)式分析儀器是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、價(jià)廉、技術(shù)上較為成熟的儀器。但是熱導(dǎo)式分析儀器對(duì)氣體的壓力波動(dòng)、流量波動(dòng)十分敏感，介質(zhì)中水汽、顆粒等雜質(zhì)對(duì)測(cè)量影響較大，所以必須安裝復(fù)雜的采樣預(yù)處理系統(tǒng)。

(3)現(xiàn)場(chǎng)在線(xiàn)測(cè)量法

現(xiàn)場(chǎng)在線(xiàn)測(cè)量法中以半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)（DLAS）最為先進(jìn)和最具有代表性。DLAS技術(shù)的特點(diǎn)是無(wú)需采樣預(yù)處理系統(tǒng)，分析儀器直接安裝在測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)一束穿過(guò)被測(cè)氣體的激光光束來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)在線(xiàn)氣體分析。DLAS技術(shù)可實(shí)現(xiàn)多種氣體如CO、CO2、O2、HF、HCl、CH4、NH3、H20、H2S、HCN、C2H2、C2H4等的自動(dòng)檢測(cè)，適用于鋼鐵、冶金、石化、環(huán)保、生化、航天等各種領(lǐng)域。

雖然DLAS技術(shù)與其他吸收光譜氣體分析技術(shù)都利用吸收光譜技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)氣體分析，但由于DLAS技術(shù)采用了獨(dú)特的“單線(xiàn)光譜”技術(shù)和調(diào)制光譜技術(shù)，可不受背景氣體交叉干擾和粉塵、視窗污染的干擾，并可自動(dòng)修正氣體溫度、壓力等氣體參數(shù)變化的影響，因此可以將分析儀器直接安裝在測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)其他光譜吸收技術(shù)無(wú)法或很難實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)場(chǎng)在線(xiàn)連續(xù)氣體測(cè)量。

DLAS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于能適應(yīng)高溫、高水分、高粉塵、強(qiáng)腐蝕性和高流速的被測(cè)氣體環(huán)境，無(wú)需采樣預(yù)處理系統(tǒng)，測(cè)量精度高，響應(yīng)速度快。隨著半導(dǎo)體激光氣體分析技術(shù)的逐步成熟，相關(guān)光電元器件成本的顯著下降，其性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)更為突出。在發(fā)達(dá)國(guó)家，半導(dǎo)體激光氣體測(cè)量技術(shù)已逐步取代傳統(tǒng)氣體檢測(cè)技術(shù)，在氣體在線(xiàn)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用。

    二、DLAS技術(shù)簡(jiǎn)介

    聚光科技研發(fā)生產(chǎn)的LGA-2000系列激光現(xiàn)場(chǎng)在線(xiàn)氣體分析儀是基于DLAS技術(shù)開(kāi)發(fā)的現(xiàn)場(chǎng)在線(xiàn)氣體分析儀器。

    DLAS（DiodeLaserAbsorptionSpectroscopy）是半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)的簡(jiǎn)稱(chēng)。該技術(shù)是利用激光能量被氣體分子“選頻”吸收形成吸收光譜的原理來(lái)測(cè)量氣體濃度的一種技術(shù)。具體來(lái)說(shuō)，半導(dǎo)體激光器發(fā)射出的特定波長(zhǎng)的激光束穿過(guò)被測(cè)氣體時(shí)，被測(cè)氣體對(duì)激光束進(jìn)行吸收導(dǎo)致激光強(qiáng)度產(chǎn)生衰減，激光強(qiáng)度的衰減與被測(cè)氣體含量成正比，因此，通過(guò)測(cè)量激光強(qiáng)度衰減信息就可以分析獲得被測(cè)氣體的濃度。