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光聲光譜技術(shù)和激光、紅外技術(shù)的優(yōu)劣勢對比

   2023-08-29 IP屬地 湖北823
 1、 光聲光譜技術(shù)分為激光光聲光譜技術(shù)和紅外寬譜光源光聲光譜技術(shù),我們使用的是激光光聲光譜技術(shù)。

光聲光譜技術(shù)是檢測氣體吸收光能后產(chǎn)生的熱能以聲壓形式表現(xiàn)出的那部分能量,是一種理想的無背景噪聲信號技術(shù),具有較高的靈敏度和良好的選擇性,是微量,痕量氣體檢測的理想選擇。激光光聲光譜技術(shù)主要是利用可調(diào)諧半導體激光器的窄線寬和波長隨注入電流改變的特性實現(xiàn)對分子的單個或幾個距離很近很難分辨的吸收線進行調(diào)制,產(chǎn)生特定頻率的聲波,使用微音器拾取信號。

與其他氣體檢測方法比,

優(yōu)點:

  • 長期穩(wěn)定性更加優(yōu)秀,可調(diào)諧半導體光源長時間運行衰減遠比紅外光源小,檢測響應速度快,測量重復性好。
  • 無機械結(jié)構(gòu),壽命更長,可調(diào)諧半導體激光器壽命也遠長于紅外光源
  • 靈敏度更高、 交叉干擾小,采用高靈敏度的微量氣體檢測技術(shù),準確快速的分析識別,采用自主設計的精確的計算方法,測試結(jié)果更加準確,通常樣品中有十萬分之幾或百萬分之幾的雜質(zhì)也能很容易地鑒別出來。
  • 無耗材,壽命長,不需要經(jīng)常維護,無需后續(xù)投資。
  • 適用氣體種類多。
  • 所需氣體氣量更小,單組分氣體氣量只需2mL。

缺點:

相對于其他氣體檢測手段,光聲光譜技術(shù)成本較高。

 

2、紅外寬譜光源光聲光譜技術(shù),使用紅外寬譜光源,通過濾鏡盤的旋轉(zhuǎn),測量不同氣體時,選擇不同的濾光片,通過機械斬波器實現(xiàn)光強調(diào)制,產(chǎn)生特定頻率的聲波,使用微音器拾取信號。

優(yōu)點:只有一個光聲池,結(jié)構(gòu)較簡單。

缺點:

  • 使用機械調(diào)制,故障相對較高,壽命較短
  • 寬譜光源壽命短
  • 寬譜光源光準直線差,導致整個光路,包括光聲池的加工拋光工藝要求很高,且易受氣體中灰塵污漬等的影響而導致零點漂移。
  • 交叉干擾相對較大。

 




3、光吸收技術(shù)氣體傳感器,其工作原理是基于不同氣體分子的近紅外光譜選擇吸收特性,由于各種物質(zhì)分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同,就決定了它們對不同波長光線的選擇吸收,即物質(zhì)只能吸收一定波長的光。物質(zhì)對一定波長光的吸收關(guān)系服從朗伯—比爾(Lambert2Beer)吸收定律,利用氣體濃度與吸收強度關(guān)系鑒別氣體組分并確定其濃度的氣體傳感裝置。

 

 

激光吸收技術(shù),主要為TDLAS (Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy),該技術(shù)主要是利用可調(diào)諧半導體激光器的窄線寬和波長隨注入電流改變的特性實現(xiàn)對分子的單個或幾個距離很近很難分辨的吸收線進行測量。

相比于紅外吸收技術(shù),優(yōu)勢為精度高,壽命長,長期穩(wěn)定性更好。劣勢為成本高。

激光吸收技術(shù)檢測精度低于光聲光譜技術(shù)。

 

4、紅外吸收技術(shù)

NDIR紅外氣體傳感器用一個廣譜的光源作為紅外傳感器的光源,光線穿過光路中的被測氣體,透過窄帶濾波片,到達紅外探測器。其主要由紅外光源、光路、紅外探測器、電路和軟件算法組成的光學傳感器,主要用于測化合物,

優(yōu)點:價格便宜,系統(tǒng)簡單,體積小。

缺點:檢測精度相對光聲光譜技術(shù)較低,零點容易漂移,穩(wěn)定性差。


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