中紅外TDLAS CO/CO2(一氧/二氧化碳) ppb級濃度分析系統

原理描述：

TDLAS（Tunable  Diode  Laser  Absorption   Spectroscopy ）它是利用激光器波長調制通過被測氣體的特征吸收區，在二極管激光器與長光程吸收池相結合的基礎上，發展起來的新的氣體檢測方法。

TDLAS技術采用的半導體激光光源的光譜，寬度遠小于氣體吸收譜線的展寬，得到單線吸收光譜，因此TDLAS技術是一種高分辨率吸收光譜技術

一一氧化碳： CO，氧化碳（carbon monoxide），一種碳氧化合物，通常狀況下為是無色、無臭、無味的氣體。化學性質上，一氧化碳既有還原性，又有氧化性，能發生氧化反應（燃燒反應）、歧化反應等；同時具有毒性，較高濃度時能使人出現不同程度中毒癥狀，危害人體的腦、心、肝、腎、肺及其他組織，甚至電擊樣死亡，人吸入致死濃度為5000 ppm（5分鐘）。工業上，一氧化碳是一碳化學的基礎，可由焦炭氧氣法等方法制得，主要用于生產甲醇和光氣以及有機合成等。

二二氧化碳（carbon dioxide），一種碳氧化合物，化學式為CO2，化學式量為44.0095 [1]  ，常溫常壓下是一種無色無味 [2]  或無色無臭而其水溶液略有酸味 [3]  的氣體，也是一種常見的溫室氣體 [4]  ，還是空氣的組分之一（占大氣總體積的0.03%-0.04% [5]  ）。

理論基礎

1、比爾-朗伯定律

一束激光穿過濃度為C的被測氣體時，當激光器的波長和被測氣體某個吸收譜線中心頻率相同時，氣體分子會吸收光子而躍遷到高能級，表現為氣體吸收波段激光光強的衰減

2、波長調制光譜技術

A) 激光器的調諧特性

     DFB激光器  由于具有良好的單色性，窄線寬特性和頻率調諧特性，DFB激光器能夠很好的避免其他背景氣體的交叉干擾，使檢測系統具有較好的測量精度，因此被廣泛的用于氣體檢測

B) 諧波檢測理論

     通過對激光器的驅動電壓加高頻正弦電壓信號，從而改變電流，使輸出頻率也按正弦規律變化。通過給激光器驅動加鋸齒波電壓，使其輸出波長在氣體吸收峰兩側掃描，利用鎖相放大器調制并解調出諧波信號，進行氣體濃度的測量。

3、吸收譜線選取的原則

在進行氣體檢測是，對吸收譜線的選取非常關鍵，應考慮以下幾個方面

（1）氣體在選定的譜線處要有較強的吸收峰，

（2）譜線波長對應的激光器光源技術要相對成熟

（3）在選定的吸收譜線處沒有背景氣體吸收的干擾，或吸收相對較弱，可以忽略

中紅外TDLAS CO/CO2(一氧/二氧化碳) ppb級濃度分析系統