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激光气体分析仪原理?

更新时间:2026-03-09   点击次数:35次
光气体分析仪 特定波长的光,通过测量光被吸收了多少,就能算出气体的浓度。激光发射半导体二极管激光器发出一束窄带、单色、波长可调的近红外 / 中红外激光。
  1. 波长扫描激光波长扫过被测气体分子的一条特征吸收峰(每种气体只吸收特定波长)。
  2. 光吸收气体分子吸收光能 → 接收端光强减弱。遵循 朗伯‑比尔定律:I=I0e−α(λ)⋅C⋅L

入射光强

    • I:出射光强

    • α:吸收系数

    • C:气体浓度

    • (L\):光程长度

  1. 信号解调常用波长调制光谱(WMS)+ 二次谐波(2f)检测,极大提高信噪比,抗粉尘、水汽、背景光干扰。
  2. 计算浓度系统根据吸收强度直接反演出气体体积浓度 / 摩尔分数。
  • 选择性:只测目标气体,几乎不受其他气体干扰

  • 响应极快:毫秒级

  • 非接触测量:原位对射、反射、抽取都可以

  • 量程宽:ppm 级~百分比级都能测

  • 免维护、寿命长:无耗材、无电化学传感器老化问题

  • 适合恶劣工况:高温、高粉尘、高湿、高腐蚀


  • NH₃(氨)、NO、NO₂、O₂、CO、CO₂、H₂O、H₂S、HCl、HF、CH₄ 等

激光气体分析仪采用可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS),核心是利用气体分子对特定波长激光的选择性吸收来测量浓度。

  1. 发射激光
    激光器发出一束波长可精确调节的单色激光,穿过被测气体。
  2. 波长匹配
    每种气体只吸收特定波长的光,调节激光波长对准被测气体的特征吸收峰。
  3. 光强衰减
    激光穿过气体时,部分光被气体分子吸收,接收端检测到的光强减弱。
    气体浓度越高,光被吸收得越多,衰减越明显。
  4. 信号检测与计算
    通过波长调制 + 二次谐波检测等技术提高精度,再根据朗伯 - 比尔定律,由光强衰减量直接计算出气体浓度。

激光气体分析仪通过发射可调谐激光,利用气体分子对特定波长激光的选择性吸收,检测光强衰减程度,从而计算出气体浓度。