IRD紅外探測器 PD光電二極管光傳感器 VCSEL-LD激光二極管發射器件 產品工業應用

氣體分析簡介

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氣體分析檢測是保障安全生產、環境質量、人體健康乃至科學研究的重要手段，廣泛應用于工業安全監測、環保監測、實驗室分析、和生物醫學等領域。氣體分析方法種類繁多，各有優勢與局限。相比于電化學法，光學方法擁有更高的靈敏度與精度，更快速的響應，更強的抗干擾能力。如今市面上常見的光學氣體分析方法包括：NDIR，TDLAS，FTIR，NDUV等。

氣體分析原理

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　　氣體分析領域常見的4種測量方法，NDIR、TDLAS、FTIR、NDUV都是基于比爾-朗伯定律的，當一束平行單色光透過被測氣體時，被測氣體對特定波長的光具有吸收作用。吸收會造成能量的衰減，其吸光度與吸光物質的濃度及吸收層厚度成正比。

　　其中A為吸光度，I0為入射光強度，It為透射光強度，T為透射比/透光度，K為吸收系數，l為吸收介質的厚度，c為吸光物質的濃度。

氣體分析——可調諧二極管激光吸收光譜（TDLAS）簡介

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　　TDLAS是一種基于激光吸收光譜的高精度氣體檢測技術。TDLAS利用可調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。TDLAS的優勢在于其非接觸性和高靈敏度，能夠實時監測氣體濃度，且不受背景氣體干擾。可采用多種調制方式，如波長調制、頻率調制和相位調制等，以提高檢測靈敏度和抗干擾能力。常用于O2、H2O、CH4和NH3等氣體的檢測。

氣體分析——可調諧二極管激光吸收光譜（TDLAS）流程

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　　TDLAS系統由可調諧二極管激光器(VCSEL)、氣體吸收池、探測器(硅Si或銦鎵砷InGaAs光電二極管等)和控制分析單元組成。可調諧二極管激光器發射特定波長的光，經氣體吸收池到達探測器，采集系統采集信號并進行數據處理，計算出氣體濃度值。

氣體分析——非分散紅外光譜法（NDIR）簡介

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　　NDIR技術因其簡單易用而成為目前最常用的氣體檢測方法之一。與其他檢測方法相比，NDIR技術的優勢主要體現在其在3-16um波長范圍內的強吸收能力。這種強吸收特性使得NDIR能夠在較短的光程下，利用高性價的組件來檢測相對低濃度的氣體。常見的可檢測氣體包括CH4、CO2和CO等。

氣體分析——非分散紅外光譜法（NDIR）工作流程

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　　NDIR（非分散紅外光譜法）的工作流程：

　　NDIR系統包括黑體光源、氣室、探測器、放大電路以及數據處理器。光源可選擇黑體光源或中紅外LED。探測器有光子型和熱型兩種，可選擇熱釋電、熱電堆以及鉛鹽探測器(PbS和PbSe)等。

氣體分析——傅里葉變換紅外光譜法（FTIR）簡介

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　　FTIR是一種用來獲得固體、液體或氣體的紅外線吸收光譜的技術，是一種以高光譜分辨率收集大范圍光譜數據的方法。FTIR的優點包括掃描速度快，分辨率高;光通量大，靈敏度高;光譜范圍寬，測量精度高。

氣體分析——傅里葉變換紅外光譜法（FTIR）流程

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　　FTIR主要由紅外光源(黑體光源)、干涉儀(VCSEL 850/852nm激光器)、樣品池、探測器(碲鎘汞(MCT)或DLATGS材料的熱釋電探測器)以及計算機等組件組成。FTIR的運行流程可以概括為：光源發射紅外線 – 干涉儀產生干涉光 – 干涉光通過樣品到達檢測器 – 探測器將光強轉換為電信號 – 傳入計算機進行數據處理。

　　與傳統的氦氖激光器相比，VCSEL的優勢包括單縱模輸出、波長穩定性好、光束質量高(圓形對稱光斑)、高發光效率以及高調制速度等優點。這使得VCSEL特別適合應用在要求低功耗、高速、集成度高的場景中。

氣體分析——非分散紫外光譜法（NDUV）原理

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　　NDUV技術與NDIR相似，只不過其使用的光源與探測器位于紫外波段，常見的應用是測量臭氧在254nm處的吸收能力。

推薦型號

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