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【激光气体分析仪原理图解】激光气体分析仪原理与检测机制解析

承天示优官方账号 2023-05-19 行业动态 510 views 0


激光气体分析仪工作原理图解

在讲述激光气体分析仪的工作原理之前,我们先来了解一下它所需要用到的基本元件:激光器、样品腔、探测器和数据采集系统。

当待测试样品进入样品腔时,通过引入不同波长的激光束对其进行照射。因为不同物质都会对特定波长的激光散射产生吸收或反射现象,而这种现象就是被称为拉曼效应。

通过拉曼散射过程中产生出来的信号实时采集,并评估得到该信号与参考点(空气)相比较后形成一个结果谱图。根据谱图上出现峰值指示物质存在以及峰值大小表示存在该物质含量大小等信息。

注:由于文字有限,此处只简单介绍了大致流程。接下去我们将着重阐述每个环节步骤。

首先从最基础部件——“晶体管二极管变换器(TDC)”开始:1. TDC实现信号转换。

在光子探测器的两端部分安装晶体管二极管变换器,这是因为激光带来的波长信息需要被数字化表示出来。 通过此步骤将模拟信号(功率电压Vout)转换成一个数字(时间Δt),之后进行编码处理。

下一步——多通道分析技术(MCA)2. MCA精细筛选。

该环节就是要对每个待测试样品所传递过来的波长进行筛查和分类得到最纯净有效结果。

当数字化数据送入计算机后,MCA会对范围内所有数据采用某种特定方式归类,并按照其能量水平等排序排列好。

此时需要执行下一步: 基线扣除法3. 去除背景干扰。

基线指谱图上存在于任何物质表现前或其他未知干扰物左侧区域的峰值,它们经常与我们真正关心的重要结果相混淆。

因此需要将其去除以保证输出结果可靠性及统计学意义。

最后一个“大工程”:信号处理与分析4. 采样数据处理。

就是把最终形成的谱图中存有物种特定信息和峰值提取出来,以便进行后续计算和比对。

而激光气体检测原理其实可以总结为三句话:

1、拉曼效应产生散射光束。

2、收集并采用同步加锁放大电路(SALC)判定该散射光是否存在某种物质指纹。

3、将结果输出至用户端。

使用激光气体分析仪有哪些注意事项?

在工业领域或科研场合,激光气体分析仪已经占据了非常重要的地位。因为它不但精确有效率高且易于操作快速得到测试结果等多个方面都很优秀,所以广受欢迎。下面针对这些优点再结合实际需求介绍一下使用过程需要注意的事项。

1、选择适当波长:

每个不同类型化学品都会在其特定波长处进一步深入控制振动状态转变,从而能够产生真正可辨识性信号(即“拉曼频移”)。

但波长过短或者过长都可能给非需要测试物质造成干扰,所以一定要根据实际情况选择最佳检测范围并防止激光能量太大导致其它反应的发生。

2、远离干扰源:

虽然激光气体分析仪本身性能优良,只对特定波长感受敏锐且具有很强“抗干扰性”。但仍需在使用时与其他电子设备进行隔离。此外还应将测试区域保持清洁和相对静态状态,并尽可能减少背景噪音产生。

3、正确操作:

尽管该系统高度集成化并自动进行许多步骤(包括信号放大、采样数据处理、峰值提取等),但用户也必须遵循相关流程规则和指示。例如:保证整个系统稳定工作;确保每轮检测结果均可重现及信息记录完整准确等。

总结

激光气体分析仪可以快速精确地检测出各种类型化学品的存在及其含量大小,越来越广泛地被用于工业领域中构建安全和高效的生产环境。除了常规用途,它也针对不同化学品设计出专业版套件,并可根据用户需求进行个性化定制,如可实现在线污染源监测等。

在使用时要注意选择合适的波长、远离干扰源以及正确操作系统各部分并遵照说明书进行测试。

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