半导体激光气体分析仪
半导体激光气体分析系统的确定性分析
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体到锆管表面和从样气到锆管表面都要产生氧量浓 度梯 度 ， 即两侧 的氧 量 场不 均 匀 。 由于 两侧 气 体 基 本上处于非明显流动状态 ， 传质过程主要靠 扩散作 用 实现 ， 就 在锆管 两侧形 成相 对稳 定 的氧量场 ， 这 对
ｌ 烟气含氧量在线检测在锅炉 中的重要性
锅炉烟气 的含 氧量 反应 了锅炉 的燃烧 情况 的好 坏 ， 过对锅 炉烟气 含 氧量 的准确测 量与 控制 ， 通 可节
化 幅度 较大 。
氧化锆氧量测量系统 由取样系统 、 氧量传感器 和二次仪表 （ 或变送器） 等组成。在线 实时测量中 影响氧量检测结果可靠性的因素较 多， 除传感器和 二次仪表自身的精度外 ， 测量结果的可靠性很大程
负 面影 响 。
使其达到升温的要求， 并调节送风及引风 ， 使煤气燃 烧稳定充分 ， 最大限度地实现燃烧最优化。一般要
求烟 气含氧 量控 制在 ３ ～５ ， ％ ％ 以免 增加 不 应有 的 排烟 热损 。因此需 对烟气 中的氧进行 准确 可靠地 测 量与 控制 ， 证氧 量在合 理 的范 围内 ， 保 因此 就要求 氧 量计 具有准 确 、 定 、 稳 响应迅速 快 和经久 耐用等基 本
Ｚ ａ ｈ ｎ ｈ ａ Ｙａ ｇＪａ ｄ ｎ Ｚ ａ ｇ Ｇ ｉｕ Ｌ ｈ ａ ｗｅ ｈ ｏＺ ｏ ｇ ｕ ｎ ｉｎ ｏ ｇ ｈ ｎ ｕｈ ａ ｉＣ ｕ ｎ ｉ
（ ｈ ｕｏ ａｉ ｅｔ ２Ｔ ｅＴ ｃｎｃ ｌ ＆ ｅ ｔ ３Ｔ ｅＴ ｅｍａ Ｐ ｗ ｒ ｌ ｔ １Ｔ ｅＡ ｔ ｔ ｎＤ ｐ． ｈ ｅｈ ｉ Ｄ Ｃ ｎ ｒ ｈ ｈｒ ｌ ｏ ｅ ａ ） ｍ ｏ ａＲ ｅ Ｐ ｎ
激光在线气体分析仪的原理介绍 分析仪工作原理
激光在线气体分析仪的原理介绍分析仪工作原理激光在线气体分析仪通过分析激光被气体的选择性吸取来获得气体的浓度。
它与传统红外光谱吸取技术的不同之处在于，半导体激光光谱宽度远小于气体吸取谱线的展宽。
激光在线气体分析仪的原理：1.朗伯—比尔定律因此，TDLAS技术是一种高辨别率的光谱吸取技术，半导体激光穿过被测气体的光强衰减可用朗伯—比尔（Lambert—Beer）定律表述式中；IV，0和IV分别表示频率V的激光入射时和经过压力P，浓度X和光程L的气体后的光强；S（T）表示气体吸取谱线的强度；线性函数g（v—v0）表征该吸取谱线的形状。
通常情况下气体的吸取较小，可用式（4—2）来貌似表达气体的吸取。
这些关系式表明气体浓度越高，对光的衰减也越大。
因此，可通过测量气体对激光的衰减来测量气体的浓度。
2.光谱线的线强气体分子的吸取总是和分子内部从低能态到高能态的能级跃迁相联系的。
线强S（T）反映了跃迁过程中受激吸取、受激辐射和自发辐射之间强度的净效果，是吸取光谱谱线较基本的属性，由能级间跃迁概率经及处于上下能级的分子数目决议。
分子在不同能级之间的分布受温度的影响，因此光谱线的线强也与温度相关。
假如知道参考线强S（T0），其他温度下的线强可以由下式求出式中，Q（T）为分子的配分函数；h为普朗克常数；c为光速；k 为波尔兹曼常数；En为下能级能量。
各种气体的吸取谱线的线强S（T0）可以查阅相关的光谱数据库。
多参数分析仪的性能特点是怎样的呢？多参数分析仪是应现场或野外作业等部门需求研制开发的新一代水质测定仪。
接受模块化设计，不同的功能由各种独特功能模块来完成。
这种设计预留了强大的扩展功能，在需要加强测试点或加添测试参数时；只需简单的添置新的探头或新的功能模块就可以了，不须购买整套系统（主机加探头）。
而且新添加的部件可地跟原有系统融合，省却了大量的重新安装和调试的成本。
多参数分析仪性能特点：1、参数个性化定制组合，可依据客户监测需求，快捷组合、选配、定制相应监测参数；2、通过快捷配置智能仪器平台软件和组合参数分析模块，实现智能化在线监测应用；3、各种测量参数接受创新的在线分析模块，可以在后台快捷的进行组合，而不需要仪表在面板上与触摸屏构成空间竞争；4、引流一体化系统集成、串联式流通装置，使用数量很少的水样完成多种实时数据分析；5、内置减压装置及恒流速技术，不受管线压力变化影响，保证流速恒定、分析数据稳定；6、多参数分析仪具有自动在线传感器和管线维护，极少需要人工维护，为参数测量营造良好的运行环境；将多而杂的现场问题集成化、简单化处理，除去了应用过程的不确定因素；7、多种可选的远程数据链路，可租赁、可建设的远程数据库，让客户运筹帷幄之中，掌控千里之外。
浅谈燃烧式热值仪与激光式热值仪在天铁集团动力厂50兆瓦级燃气蒸
浅谈燃烧式热值仪与激光式热值仪在天铁集团动力厂50兆瓦级燃气蒸汽联合循环发电站的应用丁宇（天津天铁冶金集团有限公司动力厂，河北涉县056404）[摘要]分别从结构形式、测量原理两个方面介绍了燃烧式热值仪与激光式热值仪的特点、在应用过程中出现的问题与解决方法，同时分析了两种热值仪的优缺点。
这两种热值仪配合使用可以提高煤气热值控制的精确度，从而提高了燃气轮机运行的稳定性，减少因煤气热值波动大而造成机组停机的次数，避免了能源浪费。
[关键词]热值仪；精确度；稳定性；激光；高炉煤气；燃气轮机Application of burning calorific value instrument and laser calorific value instrument in50MW gas-steam combined cycle power station of Tiantie Group Power PlantDING Yu（Tianjin Tiantie Metallurgical Group Co.,Ltd.Power Plant,HEBEI056404）Abstract The characteristics of combustion calorific value instrument and laser calorific value instrument are introduced from two aspects of structure form and measuring principle,and the problems and solutions in the application process are introduced,and the advantages and disadvantages of the two kinds of calorific value meters are analyzed at the same time.The combined use of these two kinds of calorific value meters can improve the accuracy of gas calorific value control,thus improving the stability of gas turbine operation,reducing the number of shutdown caused by large fluctuation of gas calorific value,and avoiding energy waste.Key words calorific value meter,accuracy,stability,laser,blast furnace gas,gas turbineDOI:10.3969/j.issn.1006-110X.2019.03.0100引言天铁集团动力厂50MW级燃气蒸汽联合循环发电站（简称CCPP）的主要工艺流程为：三菱M251S 重型燃气轮机利用高炉煤气燃烧产生高温高压的烟气推动透平做功，带动燃机轮发电机发电。
液氯中微量水分几种测量方式的对比
山东化工SHANDONGCHEMICALINDUSTRY -136 -2021年第50卷液氯中微量水分几种测量方式的对比林君1,范长春2,陈娟2，王鹏2,陈为洪2(1.扬州联博药业有限公司，江苏扬州225009；2.宁夏瑞泰科技股份有限公司，宁夏中卫755550)摘要:液氯是化工生产的重要原料，由于公司没有电解盐水制 ，所 氯 外购， 槽车 运输。
检测方法是用钢瓶 氯 ，到实验室 GB/T 5138—2006中 重(简 法)的方法 。
从期检测，液氯含水一般都大于053%( 要W 0N4%),检测高。
通过查询资料，国外 量法检测液氯中的水含量，测定法测定 1/10。
鉴于 情况制0定了一些试验方案，来进行几测量方 比，为同行进行测量方 。
关键词：液氯含水；电解法;激光法中图分类号：0657 文献标识码：A 文章编号：1008-021X ( 2021) 05-0136-03氯气是由氯化钠电解产生，刚解 氯气 高,伴有大量水气及夹 质。
湿氯气对钢铁及大金属有 腐蚀作用， 决定了 如压缩机、管、仪表及容器等腐蚀，关 产设备 及 。
统计一般气化氯气中微量水的控制 <0固1%,工业氯国家 水量 ：优级 ；0.01%，一 ；0.03%，合 ；0.04%[1]o 氯气含水对于日 产而言是极大隐患，公司 量水作 计控点来控制。
测定氯气含水的方法有很多有传统法、激光法解法。
主要通过方法的比 氯含水量的测定提法。
1 收法m 1.1测定原理气化通过已量的五氧化二 管， 中水分。
用已量的氢氧化钠 瓶， 氯气，并分别称量 管 瓶， 与测定 质量差，计 ：水分含量。
化学 ：P 2O 5 + 3H 2O = 2H 3PO 41-2试剂及溶剂五氧化二磷:分析纯;氢氧化钠溶液：300 g/L o 干燥的氮气。
1.3仪器五氧化二磷法测定水分装置图如图1所示。
1.氢气缓冲瓶;2・废气处理瓶;3二型干燥管内填装五氧化二磷；4.锐 量计;5.氯气 瓶；6,7,8.旋塞;9.胶管图1分析装置图1.4 测定(1) 两 U 型干燥管洗净，烘干后装入五氧化二磷，再将磨口塞涂 ，塞好，放干燥器中备用。
横河激光气体分析仪资料(中文)
・不受干涉气影响 ・温度压力修正简便
同类产品不具有以上特点
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应用类型
Oxygen < 600°C, range 0-1% till 0-25% Oxygen < 1500°C Oxygen (<1500°C) & Temperature Carbonmonoxide (%) <500°C Carbonmonoxide (ppm) <500°C Carbonmonoxide (ppm) <1500°C Carbonmonoxide (ppm) <1500°C & CH4(%) Ammonia 0-3000 ppm Ammonia <0-500 ppm Hydrogen Sulphide 0-50% range Carbondioxide high range ( 0-1; 0-5%) Carbondioxide extended range 0-5/0-50%) Water (ppm, min range 0-30ppm) Chlorine background Water (ppm) non-HC background Water (ppm) Hydrocarbon background Moisture High Level (H2O) min range 0-5%”
◆构造复杂，有消耗品→需要维护 构造复杂，有消耗品 需要维护 ◆采样会造成工艺气体组成变化 →不是真实的工艺状态（有误差） 不是真实的工艺状态（ 不是真实的工艺状态 有误差）
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激光气体分析仪 TDLS２００ ２００ 半导体激光分光（ 半导体激光分光（TDLS）型新一代过程气体分析仪 ） 高速In-line分析工艺气体！！ 高速 分析工艺气体！！ 分析工艺气体
LAG-2000激光分析仪在酒钢不锈钢厂的应用(期刊投稿)
聚光科技LAG-2000半导体激光线分析系统在酒钢不锈钢厂的应用赵小勇（酒钢检修工程公司仪表作业区）摘要：主要介绍LAG-2000系列半导体激光气体分析系统的组成、测量原理、性能特点和运行维护及在酒钢不锈钢电炉烟道应用中发现并提出有待解决的问题。
关键词：单线吸收光谱干扰自动修正1.概述为了能精确、稳定、及时测量酒钢不锈钢电炉烟道的CO浓度 ,不锈钢炼钢分厂于2005年9月份引入了一套聚光LGA -2000I单气体现场方式的半导体激光分析仪；LGA –2000I单气体现场方式对高温、高粉尘、高腐蚀、等恶劣环境具有良好的适应性,无需采样预处理系统,实现现场在线连续测量,具有测量精度高、响应速度快、安装维护简单等特点。
2.组成及测量原理LGA -2000系列半导体激光气体分析仪是由发射单元、接收单元和中央分析仪器三部分构成，发射单元发出的激光束穿过被测烟道,被安装在直径相对方向上的接收单元中的传感器接收，获得的测量信号通过缆线传输到中央分析仪器。
中央分析仪器对测量信号进行分析，得到被测气体浓度。
LGA -2000系列半导体激光气体分析仪采用的是“单线吸收光谱”的测量技术，通过测量被测气体某一特定吸收谱线来实现气体测量；通过对被测气体吸收光谱的分析，选择某一位于特定波长的吸收光谱线，使得在所选吸收谱线波长附近无测量环境中其它气体组分的吸收谱线，从而避免了这些气体组分对该被测气体的交叉吸收干涉。
然后，通过调节激光器的温度和驱动电流，将激光器的激光束波长调整对应到此吸收谱线波长处。
测量时通过改变半导体激光器工作电流来改变半导体激光波长，从而使激光波长扫描过选择的吸收谱线。
发射单元中发出的半导体激光穿过被测环境，然后落到接受单元的光传感器上，在扫描激光波长时，有接受单元探测到的激光透过率将发生变化，且此变化仅仅是来自于激光器与接收器之间光通道内被测气体分子对激光强度的衰减。
光强度的衰减与发射和接受单元之间的被测气体含量成正比。
LGA-4000激光气体分析仪
二、LGA-4000激光气体分析仪(一)、简介1、概要LGA-4000激光气体分析仪能够在各种高温、高粉尘、高腐蚀等恶劣的环境下进行现场在线的气体浓度测量。
2、测量原理LGA-4000激光气体分析仪是基于半导体激光吸收光谱（DLAS）气体分析测量技术的革新，能有效解决传统的气体分析技术中存在的诸多问题。
半导体激光吸收光谱（DLAS）技术利用激光能量被气体分子“选频”吸收形成吸收光谱的原理来测量气体浓度。
由半导体激光器发射出特定波长的激光束（仅能被被测气体吸收），穿过被测气体时，激光强度的衰减与被测气体的浓度成一定的函数关系，因此，通过测量激光强度衰减信息就可以分析获得被测气体的浓度。
3、系统组成LGA-4000激光气体分析仪由激光发射、光电传感和分析模块等构成，如图 1.2所示。
由激光发射模块发出的激光束穿过被测烟道（或管道）,被安装在直径相对方向上的光电传感模块中的探测器接收，分析控制模块对获得的测量信号进行数据采集和分析，得到被测气体浓度。
在扫描激光波长时，由光电传感模块探测到的激光透过率将发生变化，且此变化仅仅是来自于激光器与光电传感模块之间光通道内被测气体分子对激光强度的衰减。
光强度的衰减与探测光程之间的被测气体含量成正比。
因此，通过测量激光强度衰减可以分析获得被测气体的浓度。
图4、●●●●5L激光发射光电传感控制模块及控制环境温度-30℃—60℃安装安装方式原位安装或旁路安装表1.1 LGA-4000激光气体分析仪规格和技术参数表种类测量下限测量范围种类测量下限测量范围O20.01%Vol. 0-1%V ol., 0-100%V ol. CO 40 ppm 0-8000ppm,0-100%V ol. CO220 ppm 0-2000ppm,0-100%V ol. H2O 0.03 ppm 0-3 ppm, 0-70%Vol.H2S 2 ppm 0-200 ppm, 0-30%V ol. HF 0.01 ppm 0-1 ppm, 0-10000 ppm HCL 0.01 ppm 0-7 ppm, 0-8000 ppm HCN 0.2 ppm 0-20 ppm，0-1%V ol. NH30.1 ppm 0-10 ppm, 0-1%V ol. CH410 ppm 0-200ppm, 0-10%V ol. C2H20.1 ppm 0-10 ppm, 0-70%V ol. C2H4 1.0 ppm 0-100ppm, 0-70%V ol.表1.2 LGA-4000激光气体分析仪常规气体测量种类及指标6、运行和维护LGA-4000系列气体分析系统内置了高性能微处理器，自动化程度非常高，操作简单易学。
半导体激光气体分析仪在转炉煤气回收中的应用
中 图分 类 号 ： Ｆ ６ ． ４ Ｔ ０ ８ ２ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ６— ０ ８ ２ １ ） ６— ０ ０— ２ １０ ５０ （０ ２ ０ ０ ５ ０
ｏ ｇ ｎ ａ ａ ｙｚ ｒ ｉ ｎｖ ｒｅ ｅ ｌ ｒ ｆ Ｓ ｔ ｅ ． Ｉ ｓ ｐ ｏ ｓ ｄ ｔ ｓ ｅ ｉ—ｃ ｄ ｔ ｒ ｌ ｓ ｒ ａ ａ ｙ ｅ ． ｘｙ ｅ ｎ ｌ ｅ ｎ Ｃｏ ｅ ｔ ｒ Ｓｔ ｅ ｗｏ ｋｓ ｏ ｈｉ Ｓ ｅ １ ｔ ｉ ｒ ｐｏ ｅ ｏ ｕ ｅ ｓ ｍ ｏｎ ｕｃ ｏ ａ ｅ ｎ ｌ ｚ ｒ ｉ ｎ ｗｈｉ ｈ ｌ ｓ ｒ ｅ ｅ ｇ ｓ ａ ｏｒ ｄ ｂｙ ａ ｒ ｍ ｏｌ ｃ ｌ ｒ ”ｉ ｏ ｅ ｆ ｅ ｅ ｃ ｃ ａ ｅ ｎ ｒ ｙ ｉ ｂｓ ｂｅ ｉ ｅ ｕａ ｎ ｓ ｍ ｒ ｑｕ ｎ ｙ” ａ ｏ ｍ ｓ ａ ｏ ｐ ｉ ｓ ｅ ｔｕｍ ，ｔ ｎｄ ｆ ｒ ｂｓ ｒ ｔｏｎ ｐ ｃ ｒ ｏ
到 降罩信 号后 打 开 ， 样气 进 入 冷 凝 器 冷却 经 汽 水 分
离器 将水从 蠕 动 泵排 出 ， 汽水 分 离 后 的样 气 经 采 样
泵 、 属 过 滤 器 、 片 过 滤 器 ， 过 样 气 流 量 计 进 入 金 膜 通 到 分 析 仪 表 中 进 行 分 析 。 采 样 流 程 见 图 １ 吹 炼 开 。
ｓ ｒ ｎ ｔ ｅ ｃ ｄ． ｔｅ ｇ ｈ ｒ ｄｕ ｅ Ｋｅ ｏｒ ｙＷ ｄｓ： ｒ ｍ ａ ｎｅ ｉ ｙ ｎ ａ ａ ｙ ｅ ；ｓ ｍ ｉ— ｃ ｎ ｃ ｏ ａ ｅ ｉ ｎ ｌ ｅ ｐａ ａ ｇ ｔｃ ｏｘ ｇｅ ｎ ｌ ｚ ｒ ｅ ｏ ｄｕ ｔ ｒ ｌ ｓ ｒ ａ ｒ ａ ａ ｙｚ ｒ；ｇ ｓ ｒ ｃ ｖ ｒ ａ ｅ ｏ ｅ ｙ；ａ ｐｌ ａ ｉ ｎ ｐ ｉ ｔｏ ｃ
激光气体分析仪在煤制气中的应用与改进
场 合较 多 ， 多数 采 用 此 类技 术 的分 析 仪 应 用 效析 仪是基 于半 导体激 光 吸
收光谱 （ Ｌ ） Ｄ ＡＳ 技术 的一种 新 型分 析技 术 ， 能较 它 好 地解决 背景气 体的交叉 干扰 、 尘等对 视 窗的污 粉 染 等问题 ， 一种 先 进 高效 的 在线 分 析仪 器 ， 替 是 是 代 ＮＤ Ｒ技 术气体 分析仪 的一种 有效手段 ， Ｉ 此种 技
在石 化 、 铁 、 金 、 保 等 行 业 ， 生 产 过 钢 冶 环 对 程 中的无 机 组 分 ， Ｃ Ｃ ： Ｏ 如 Ｏ， Ｏ ， 。和 Ｃ 气 体 Ｈ 等 浓 度 的在 线 检 测 主 要 采 用 的是 基 于 非 色 散 红 外 光 谱 （ Ｉ 技术 的 气 体 分 析 仪 。这 类 仪 器 的光 ＮＤ Ｒ）
在 该 仪 器 的应 用 中 ， 了被 测 气 体 的吸 收 波 除
体 管道另一 侧 的接 收装置 上 ， 由于管道 内被测气体 分子对 激光 束进行 单线光谱 吸 收 ， 导致激 光某一 吸 收谱线 的光 能量发 生改变 ， 光能量 变化情况 与被测
气 体含量 成对应 关 系 ， 通过 检测光能 量变化情 况就 可 以得 出被测气 体 的浓 度 。
作 者 简 介 ：张 国栋 （ ９ ５ ） １９ １７ ， ９６年 毕 业 于 山 东 工 业 大 学 检 测技 术 及 仪 器 仪表 专 业 ， 任 兖 矿 国泰 化 工 有 限 公 司机 电 部 副 部 现
术 在 煤 制 气 装 置 的分 析 应 用 中 已 获 得 成 功 。
１ ＮＤＩ 术 的 气 体 分 析 仪 的 缺 陷 Ｒ技
ＲＳ一２ ４－２ ０
输 出
通 信 电 缆
图 １ 激 光 气体 分 析 仪 原 理
LGA-4100半导体激光气体分析仪用户手册
FOCUSED PHOTONICS INC阅读说明用户须知非常感谢您选择使用本公司的LGA-4100半导体激光在线气体分析产品（以下简称：LGA-4100激光气体分析仪）。
在使用本产品前，请仔细阅读本用户手册。
本手册涵盖产品使用的各项重要信息及数据，用户必须严格遵守其规定，方可保证LGA-4100激光气体分析仪的正常运行。
同时，相关信息可帮助用户正确使用该产品，并获得准确的分析结果，节省由咨询等服务产生的额外成本。
概况本手册所介绍的产品在离厂前均经过严格的检验，以确保产品具有一流品质。
同时为了保证其安全、优质的运行，获得正确的分析结果，用户必须严格按照制造商所述使用方法进行系统操作。
另外，恰当的运输、仓储和安装及合理的操作和维护都有助于系统的安全和正常运行。
本手册详细介绍了正确使用LGA-4100激光气体分析仪的所有信息。
它为受过专门培训或具有仪器操作控制相关知识（例如自动化技术）的技术人员提供了准确的使用参考。
了解本手册所涉及的安全信息和警告信息，以及如何从技术上对错误进行修正，是对所述产品顺利进行“零危险”安装、试运转和安全运行、维护的先决条件。
只有合格的、具有专业知识的操作人员才能正确理解本手册所提到的安全信息和警告信息，并将他们运用到实际操作当中去。
由于各种原因，该手册不可能对每一产品型号都进行细节性的描述，若用户需要进一步了解相关信息，或解决本手册涉及尚浅的问题，请与当地代理商联系并要求帮助解决。
注意和警示信息本手册介绍了LGA-4100激光气体分析仪的具体应用，以及如何启动、操作和维护，可以指导用户正确地安装和操作LGA-4100激光气体分析仪，并对LGA-4100激光气体分析仪进行预防性的维护工作，以保障该系统的连续可靠运行。
需特别指出的是，本手册中的注意和警示信息至关重要（在接下来的各个章节中被强调显示，并加有适当的图标），能有效地避免不恰当的操作。
本手册所述产品的开发、制造、测试都把适当的安全标准放在首位。
激光分析仪技术原理
激光分析仪技术原理激光器是激光分析仪最重要的组成部分之一、它可以产生具有高相干性和单色性的激光束。
常见的激光器包括气体激光器、半导体激光器、固体激光器等。
激光器的发射波长、功率、光束质量等参数对激光分析仪的性能有着重要的影响。
样品是激光束与之相互作用的对象。
样品可以是气体、液体或固体等多种形式的物质。
当激光束与样品相互作用时，会发生一系列的光学和物理过程，如吸收、散射、荧光等。
这些过程中样品会吸收一部分激光能量，并发射出特定的光信号。
探测器是接收并测量样品发射的光信号的装置。
它可以是光电二极管、光电倍增管、光谱仪等。
探测器的选择要根据样品发射的光信号的特点来决定。
探测器接收到样品发射的光信号后，会转换成电信号，并经过电子学处理，得到与被测量相关的信息。
吸收光谱法是利用被测样品对激光光束的吸收特性来进行分析。
当激光光束通过被测样品时，样品会吸收特定波长的光，这部分吸收光的强度与样品中目标组分的浓度有关。
通过测量吸收光的强度变化，可以得到被测样品中目标组分的浓度信息。
荧光光谱法是通过测量被测样品在受激光束的作用下发射出的荧光光谱来进行分析。
当激光光束照射到被测样品上时，样品中的一些分子或原子可能会吸收光束的能量，并发射出特定的荧光光。
这些荧光光的波长和强度可以提供关于被测样品的信息。
拉曼光谱法是通过测量样品受激光束作用后发射的拉曼散射光谱来进行分析。
当激光光束入射到样品上时，样品中的分子或原子会发生振动、转动等运动，这些运动会导致光的频率发生变化，出现了拉曼散射光。
通过测量拉曼散射光的波长和强度变化，可以获得被测样品的结构和组分信息。
综上所述，激光分析仪的工作原理主要涉及激光器、样品和探测器三个主要部分。
通过选择合适的技术和分析方法，可以获取被测样品的相关信息，实现对样品的分析和检测。
智能在线激光气体仪设计与实现
2012.No16摘 要 智能在线激光气体分析仪是一款基于DLAS （Diode Laser Absorption Spectroscopy，半导体激光吸收光谱）技术的旁路分析产品。
该技术是利用激光能量被气体分子“选频”吸收形成吸收光谱的原理来测量气体浓度。
具有测量精度高、漂移量小、抗干扰能力强和灵敏度高等特点。
在钢铁冶金、石油化工、环境保护、水泥生产和能源电力等多种行业已得到广泛应用。
本文首先简要介绍了测量原理和激光分析仪整体架构设计。
其次，阐述在激光分析仪产品中的硬件部分的设计，再次，介绍软件部分的设计。
关键词 激光气体分析仪 半导体激光吸收光谱技术 产品架构 软硬件设计与实现目前，在工业领域对于气体成分、浓度等参数进行测量的方法有很多种，较为普遍的有“人工采样法”、“连续采样法”、“现场在线测量法”等。
人工采样法有化学分析法、气象色谱法等。
其特点是采用人工采集气体样本，抽取某一时间点的气样进行分析。
这种方法较为原始，缺陷较大，难以实时反映工况信息；取样人员的操作技能是否熟练对实验结果和数据分析精度影响较大；只能对气样进行单一成分逐个分析，不具备多重输入和信号处理能力；连续采样法主要分为红外线、紫外线和热导式等。
连续采样法的特点是采用不同测量方法的气体分析系统都有采样预处理系统和分析仪表两部分组成。
采样探头将被测气体从烟道或管道引入并做预处理后，连续送入分析仪器的气体室，分析仪器通过不同的方法完成气体浓度的测量。
针对以上所提出的问题，采用现场在线测量法则可以有效地解决。
该方法基于DLAS，即“半导体激光吸收光谱”技术。
其优势在于适用范围更为宽广，高温、高压、潮湿、粉尘以及强腐蚀性的环境都可使用，无需采用预处理系统，可现场实时分析，测量精度高。
1 DLAS技术简介1.1 原理DLAS（Diode Laser Absorption Spetroscopy）是半导体激光吸收光谱技术的简称。
根据Beer-Lambert定律，利用激光能量被气体分析子“选频”吸收形成吸收光谱的原理来测量奇特浓度的一种技术。
不同气体分析仪测定气体成分的优缺点
不同气体分析仪测定气体成分的优缺点1.质谱仪优点：测量气体种类多，测试速度快，灵敏度高，结果精确，稳定性和重复性也较高。
缺点：是价格偏高；仪器机构复杂，需要专业人员维护；要求环境高。
2.气相色谱仪(1)氢火焰检测器气相色谱仪优点：对几乎所有的有机物均有响应，特别是对烃类化合物灵敏度高，而且响应值与碳原子数成正比；对H2O、CO2和CS2等无机物不敏感；对气体流速、压力和温度变化不敏感。
它的线性范围宽，结构简单、操作方便，死体积几乎为零。
因此，作为实验室仪器，FID得到普遍的应用，是最常用的气相色谱检测器。
缺点：需要可燃气体(氢气) 、助燃气体和载气三种气源钢瓶及其流速控制系统。
因此，制作成一体化的便携式仪器非常困难，特别是应对突发性环境污染事件的分析与检测就更加困难，因为它需要点“一把火”,增加了引燃、引爆的潜在危险性（2）热导检测器气相色谱仪优点：它对所有的物质都有响应，结构简单、性能可靠、定量准确、价格低廉、经久耐用，又是非破坏性检测器，因此，TCD始终充满着旺盛的生命力。
近十几年来，配置于商品化气相色谱仪的产量仅次于FID,应用范围较广泛。
缺点：与其他检测器相比，TCD的灵敏度低，这是影响其应用于环境分析与检测的主要因素。
以氦气作载气，进气量为2 mL时，检出限可达106量级。
因此，使用这种检测器的便携式气相色谱仪，不适于室内外一般环境污染物分析与检测，大多用于污染源和突发性环境污染事故的分析与检测。
3．红外线气体分析仪优点：1）测量范围宽：可分析气体上限达100%，下限达几个（ppm）的浓度。
进行精细化处理后，还可以进行痕量(ppb)分析（物质中含量在百万分之一以下组合的分析方法）2）灵敏度高：具有很高的监测灵敏度，气体浓度有微小变化都能分辨出来；3）测量精度高：一般都在FS（满量程）,不少产品达到FS。
与其他分析手段相比，它的精度较高且稳定性好；反应速度快：响应时间一般在10S以内（达到T90的时间）；缺点：不能分析对称结构无极性双原子分子（如Ν2、Ο2、 2 ）及单原子分子气体（He、Ne、Ar），或者需要和其他检测器使用。
LGA-4100运行维护手册单页版
LGA-4100半导体激光气体分析仪日常维护1. 分析仪使用1) 开机不定期地检查现场电源是否与安装时一致。
调节减压阀调节旋钮，使吹扫气体减压阀压力表显示为0.4Mpa左右（一般为0.3Mpa以上即可）。
观察接收单元的正压压力指示条，微调正压气路上的针阀，使正压压力指示条保持5-7条亮。
系统在达到正压要求延时15分钟后上电，此时正压控制模块的电源指示灯变为绿色。
2) 参数设定确认测量光程，气体温度和压力输入正确。
发射单元接收单元吹扫单元系统安装图2. 常见故障及处理方法2.1分析仪没有4-20mA输出A、打开发射端盖，检查接插件是否正常；B、如果现场有震动，检查接口板及接线是否松动；C、 4-20mA设置是否准确。
2.2分析仪无法上电A、检查接收端的仪表电源有没有接好；B、正压气压力是否正常；C、供电电源功率（>20W）是否足够。
2.3分析仪透光率太低，出现59报警A、检查现场光路有没有堵塞；B、检查现场光路是否偏移；C、吹扫N2是否正常；D、把表装到标定管上，检查仪器是否正常。
2.4测量值不准A、检查仪表中设置的光程、温度、压力测量方式是否正确；B、仪表运行是否正常，是否有报警信息；C、参考值（手工分析等）是否正常；D、仪表在标定管上测量标气是否正常。
3. 注意事项1) 在拆下发射、接收单元前应关闭球阀。
2) 标定用标准气体请使用以氮为底的相应浓度的被测气体。
3) 在液晶屏上出现有错误或警告报警信息时，不能实施标定工作。
4) 激光气体分析仪停止工作时，请保持吹扫气流或关闭连接单元的维护切断阀门，否则测量环境中的粉尘等污染物会污染发射和接收单元中的光学元件。
5) 如仪器输出是联锁控制的，在标定前应先断开联锁，标定完成后再接回联锁。
6) 在标定前为了防止误操作，可以使用标定菜单中的备份功能；若在标定过程中出现意外情况可以使用标定菜单中的恢复功能。
7) 标准气体容器到标定管进气口之间应使用尽量短的连接管线。
气体分析仪校准规范
炼钢厂气体分析仪校准规范文件编号：编制：审核：批准：受控状态：2013年11月1日发布2013年11月2日实施目录：1. 范围2. 引用文献3. 校准条件4. 校准项目和校准方法6. 校准结果7. 复校时间间隔附录1：校准记录1 范围本规范适用于炼钢厂厂、使用中及修理后的氧在线分析仪LGA-4500和一氧化碳在线分析仪LGA-4100的校准。
2 引用文献JJG 1001-1998 《通用计量术语及定义》各在线分析仪使用说明书使用本方法时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。
JJG1001-1998《通用计量术语及定义》给出的术语适用于本规范。
3 校准条件3.1环境条件：温度：（-20～＋50）℃湿度：＜85%3.2 电源电压：AC230V (＋10% －15% ) 电源频率：50Hz±2﹪3.3校准设备:标气4 校准项目和校准方法4.1 外观检查4.1.1 分析仪外观检查a) 分析仪应有铭牌，其上标明型号、名称，日期及出厂编号、制造厂名称等。
b) 分析仪应完好无损，紧固件不得有松动，测量气管路不得有泄漏，显示部分应清晰。
c) 分析仪是安装在分析柜内，柜内要干净无灰尘。
a) d ) 检查各接线端子无松动，标记清晰。
g) 标气管路及工艺管路是否漏气。
4.2 功能检查仪表的各种示值方式和功能键能正常工作。
4.3 校准前的准备将分析仪表电源开启预热30分钟。
4.4 标定严格按照生产厂家使用说明书进行标定。
氧在线分析仪LGA-4500校准规范1.所有LGA-4500分析仪在出厂前均经过准确标定，初次使用时无需标定。
但随着分析仪内部电子元器件老化，系统参数将会慢慢漂移，影响测量准确性，因此需要对分析仪进行周期性的标定。
2.分析仪标定的具体操作步骤如下所示。
步骤1：关闭采样阀，连接零气 步骤2：接通零气后，等待一段时间，直至分析仪测量的气体浓度稳定，此过程一般持续5min 。
然后执行操作面板上的调零功能，对分析仪进行调零。
激光气体分析仪与红外气体分析仪应用区别
关于激光气体分析仪与红外气体分析仪的分析报告
一．半导体激光器发出的光具有良好的单色性及波长可调谐性，可靠性（工作寿命 10年以上，红外气体分析仪光源发出的光为光谱宽度，容易造成其他气体对测量值的影响，测量数据不准。
二激光气体分析仪采用激光频率扫描技术，对粉尘及水汽对测量值无影响，红外气体分析仪由于对粉尘及水汽要求高，容易造成污染及测量值不准。
并且污染后无法清理只能更换及厂家维修。
三激光气体分析仪预处理简单可采用热法测量，无需除水、运动部件少，可靠性高；无需分析小屋、可就近安装在检测点附近、取样管线短、滞后时间小；测量池材质有316L、 Monel、 Hastelloy、 PTFE等，腐蚀工况适应度广；自动修正粉尘、水分等介质产生的干扰。
后期无任何备件投入。
根据以上分析。
在线分析仪器及分析系统设计与应用技术5
激光器温度控制、电流控制电路工作异 在校准状态下，检查吸收光谱信号， 常或激光器老化，导致激光器波长漂移 更换或调节激光器驱动模块， 纠正激光 器输出波长
锁相电路异常
锁相放大电路异常，导致仪器无法获取 在校准状态下，检查吸收光谱信号， 吸收光谱信号 更换锁相电路模块
错误参数设定、校 未按操作规范进行参数设定、校准或调零 重新校准或调零； 使用仪表备份或出 准或调零操作 仪表测量 操作 厂默认参数
第八讲 在线紫外一可见分光光谱仪
常见的紫外一可见分光光度计大量用于实验室 样品分析。 随着计算机、光纤传输技术的发展以及大规模 集成电路阵列检测器等器件的出现，一种能够 瞬间扫描全谱的分光光度计——紫外一可见分 光光谱仪崭露头角，并在在线气体分析领域呈 现较好的发展势头。
8.1紫外一可见吸收光谱仪的基本组成
(3)自动修正温度、压力对测量的影响 一些工业过程气体可能存在几百摄氏度的温度变 化和几个大气压的压力变化。气体温度和压力的变 化会导致二次谐波信号波形的幅值与形状发生相应 的变化，从而影响测量的准确性。 为了解决这个问题，DLAS技术中可增加温度、 压力补偿算法，只要将外部传感器测得的气体温度、 压力信号输入补偿算法中，DLAS气体浓度分析仪 就能自动修正温度、压力变化对气体浓度测量的影 响，保证了测量的准确性。
原位式激光气体分析仪
②采样式激光气体分析仪 采样式激光气体分析仪是将样气从过程管道中 取样至测量气室，通过将探测激光射入测量气 室后，被光电传感模块接收，实现对被测气体 的在线分析。
由于半导体激光吸收光谱技术在测量准确性、 恶劣环境适应能力（可在高温、高压、强腐蚀 条件下直接分析）和响应速度方面的技术优势， 基于采样式激光气体分析仪的分析系统与传统 基于红外、磁氧、电化学分析技术的气体分析 系统相比，具有预处理系统结构简单、系统响 应速度快、测量精度高等优势。 同时，结合精细度腔吸收光谱( HFCAS)等技 术，采样式激光气体分析仪比原位式具有更高 的检测灵敏度，大大拓展了激光气体分析仪的 应用领域。
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在选择该吸收谱线时，应保证在所选吸收谱线频率附近约 10倍谱线宽度范围内无测量环境中背景气体组分的吸收谱 线，从而避免这些背景气体组分对被测气体的交叉吸收干 扰，保证测量的准确性。
(2)不受粉尘与视窗污染的影响
气体的浓度由透射光强的二次谐波信号与直流信 号的比值来决定。当激光传输光路中的粉尘或视窗 污染产生光强衰减时，两信号会等比例下降，从而 保持比值不变。因此过程气体中的粉尘和视窗污染 对于仪器的测量结果没有影响。实验结果表明即使 粉尘和视窗污染导致光透过率下降到1%时，仪器 示值误差仍不超过3%。
调制类方案有外调制和内调制两种，外调制方案通 过在半导体激光器外使用电光调制器等来实现激光 频率的调制，内调制方案则通过直接改变半导体激 光器的注入工作电流来实现激光频率的调制。
2、DLAS技术特点和优势
(1)不受背景气体的影响 传统非色散红外光谱吸收技术采用的光源谱带
很宽，其谱宽范围内除了被测气体的吸收谱线外， 还有很多其他背景气体的吸收谱线。光源发出的 光除了被待测气体的多条吸收谱线吸收外，还被 一些背景气体的吸收谱线吸收，从而导致测量的 不准确性。而半导体激光吸收光谱技术中使用的 半导体激光的谱宽小于0．OOOlnm，为上述红 外光源谱宽的1/106，远小于被测气体一条吸收 谱线的谱宽。 DLAS气体浓度分析仪首先选择被测气体位于特 定频率的某一吸收谱线，通过调制激光器的工作 电流使激光波长扫描过该吸收谱线，
(3)自动修正温度、压力对测量的影响
一些工业过程气体可能存在几百摄氏度的温度变 化和几个大气压的压力变化。气体温度和压力的变 化会导致二次谐波信号波形的幅值与形状发生相应 的变化，从而影响测量的准确性。
为了解决这个问题，DLAS技术中可增加温度、 压力补偿算法，只要将外部传感器测得的气体温度、 压力信号输入补偿算法中，DLAS气体浓度分析仪 就能自动修正温度、压力变化对气体浓度测量的影 响，保证了测量的准确性。
3、测量气体种类和特征波段 下表列出了可利用近红外半导体激光器检测的几 种常见工业过程气体及其测量下限。
气体种类
02 CO C02
近红外波长 测量下限
/um
／( ppm．m)
0. 76
100
1. 55
40
l_ 57
20
气体种类
H20 CH4 HCI
近红外波长 测量下限Fra bibliotek/um
／( ppm．m)
1. 39
原位式激光气体分析仪
②采样式激光气体分析仪
采样式激光气体分析仪是将样气从过程管道中 取样至测量气室，通过将探测激光射入测量气 室后，被光电传感模块接收，实现对被测气体 的在线分析。
由于半导体激光吸收光谱技术在测量准确性、 恶劣环境适应能力（可在高温、高压、强腐蚀 条件下直接分析）和响应速度方面的技术优势， 基于采样式激光气体分析仪的分析系统与传统 基于红外、磁氧、电化学分析技术的气体分析 系统相比，具有预处理系统结构简单、系统响 应速度快、测量精度高等优势。
2、半导体激光气体分析仪的分类
根据探测激光的传输方式，半导体激光气体分析 仪可分为光纤和非光纤两种形式。
①光纤型激光气体分析仪
光纤型激光气体分析仪是采用光纤耦合技术将半 导体激光器发射激光经由光纤传输至现场测量。 这类型激光气体分析技术与光纤分光技术相结合， 可将一束探测激光分为多束，具有对多个相同测 量组分进行分布式测量的能力。同时，由于光纤 型系统结构的特点，该类型产品的发送和接收单 元可实现本安防爆。
聚光(FPI)的LGA系列产品介绍
④应用介绍
由于半导体激光吸收光谱技术充分利用半导 体激光器的单色性好和波长可调谐的特性，因 而半导体激光气体分析仪具有不受背景气体交 叉干扰、不受粉尘和视窗污染的影响、自动修 正温度、压力对测量的影响三个显著技术优势， 为各类工业过程分析和环保排放监测提供了全 新的解决方案，具有测量精度高、响应速度快、 可靠性高等特点，已广泛应用于石油化工、钢 铁冶金、环境保护等领域。
0. 03
1. 65
10
1. 75
0.1
7.2 DLAS的基本工作原理
1、半导体激光气体分析仪的组成 主要由激光发射、光电传感和分析控制功能
模块组成，其基本工作原理如图所示，由激 光发射单元驱动半导体激光器发射出探测激 光，探测激光穿过含有被测气体的测量环境， 由光电传感单元接收，获得吸收信号，经过 分析控制模块进行数据采集和光谱计算，实 现气体浓度的测量。
非光纤型激光气体分析仪
根据对气体的测量方式，半导体激光气体分析 仪可分为原位式激光气体分析仪和采样式激光 气体分析仪。
①原位式激光气体分析仪 原位式激光气体分析仪是将激光发射模块和光
电传感模块直接安装在过程管道上，无需采样 预处理系统直接对管道内被测气体进行在线分 析。该类型激光气体分析仪具有测量精度高、 响应速度快、恶劣环境适应能力强、可靠性高 等优势，已在安全控制、工艺分析、烟气排放 等领域得到了广泛应用。
同时，结合精细度腔吸收光谱( HFCAS)等技 术，采样式激光气体分析仪比原位式具有更高 的检测灵敏度，大大拓展了激光气体分析仪的 应用领域。
③典型产品介绍
目前国内应用的半导体激光气体分析仪产品 有国产杭州聚光科技有限公司的LGA系列、国 外德国西门子公司的LDS6、西克麦哈克公司 的GM700、美国LGR公司的ICOS、挪威纳斯 克公司的 Laser GasII系列及加拿大优胜分光 等多家公司。
第七讲 半导体激光光谱分析仪
7.1 DLAS的基本原理介绍
1、 DLAS的调制光谱检测技术
调制光谱检测技术是一种被最广泛应用的可以获 得较高检测灵敏度的DLAS技术。它通过快速调制 激光频率使其扫过被测气体吸收谱线的一定频率范 围，然后采用相敏检测技术测量被气体吸收后透射 谱线中的谐波分量来分析气体的吸收情况。
光纤型激光光谱分析仪
②非光纤型激光气体分析仪
非光纤型激光气体分析仪是采用将半导体激光 器直接安装在激光发射模块上，让发射出的激 光经过光学透镜后，穿过被测环境被传感模块 接收。因不受光纤耦合和光纤分光技术制约， 这类型激光气体分析仪具有可测量气体组分多、 检测灵敏度高、模块化程度高、性价比高等优 势，在工业过程分析领域得到更为广泛应用。