激光氧气分析仪（O₂）

激光氧气分析仪（O₂）：激光氧气分析仪是基于可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术，通过特定波长激光与氧气分子的选择性吸收特性，实时测量气体中 O₂浓度的高精度在线分析仪器。其核心优势在于抗干扰强、响应快速、无需耗材，能在高温、高湿、粉尘等复杂工况下稳定运行，广泛应用于工业过程控制、环保监测、安全防护等领域，为生产效率提升、能耗优化和安全合规提供数据支撑。

一、核心工作原理（TDLAS 技术）

1. 技术原理

激光氧气分析仪利用氧气分子对特定波长（约 760nm 近红外波段）激光的特征吸收 —— 通过调节激光二极管的电流，使激光波长精确扫描氧气的吸收谱线，被测气体中的 O₂分子会吸收部分激光能量，未被吸收的激光经探测器接收后，根据朗伯 - 比尔定律计算 O₂浓度（吸收强度与浓度成正比）。

2. 技术优势（对比传统方法）

对比维度激光法（TDLAS）传统方法（电化学 / 顺磁法）

抗干扰性仅对 O₂选择性吸收，不受 CO、CO₂、H₂O 等干扰易受硫化物、重金属等中毒，受温度 / 压力影响大

响应速度快（≤1 秒）较慢（5-10 秒）

维护成本无耗材，免频繁校准需定期更换传感器 / 试剂，维护频繁

工况适应性耐高温（≤1200℃）、耐粉尘、耐湿度（0-100% RH）仅适用于常温常压、洁净气体环境

测量范围宽（0-25% VOL/0-100% VOL/0-1000ppm）量程较窄，微量测量精度低

二、设备核心组成与功能

系统模块核心部件主要功能

激光发射系统分布式反馈（DFB）激光二极管、温度 / 电流控制器输出稳定的特定波长激光，精准扫描吸收谱线

光学测量系统光纤、发射 / 接收探头、气室（原位 / 抽取式）激光传输与气体吸收反应，确保光程稳定性

信号处理系统光电探测器、锁相放大器、数据采集卡将光信号转化为电信号，去除噪声干扰

数据处理系统嵌入式主板、触摸屏、通讯模块（4G/5G/RS485）浓度计算、数据存储、远程传输（支持 Modbus、HJ212）

辅助系统温度 / 压力补偿模块、吹扫装置、校准接口适应复杂工况，保障测量精度，支持现场校准

三、关键技术参数（行业主流标准）

参数类别指标范围

测量范围常规量程：0-25% VOL（空气 / 燃烧尾气）；扩展量程：0-100% VOL（纯氧监测）、0-1000ppm（微量泄漏监测）

测量精度±0.1% FS（常规量程）、±1% FS（微量量程）

重复性≤±0.05%FS

响应时间T90≤1 秒（原位式）、T90≤5 秒（抽取式）

环境适应性工作温度：-40℃~85℃（分析仪主机）；-20℃~1200℃（测量探头）；相对湿度：0-100% RH（无冷凝）

压力适应0.5-3.0bar（支持压力补偿）

输出信号模拟量：4-20mA；数字量：RS485（Modbus RTU）、以太网、4G/5G

防护等级主机 IP65，探头 IP67（耐高温型 IP68）

四、主要应用场景

1. 环保监测领域

烟气排放监测：锅炉、焚烧炉、工业窑炉的燃烧尾气 O₂浓度监测，用于计算燃烧效率和过剩空气系数，辅助优化脱硫脱硝工艺（如 HJ/T 38-2017 标准要求）。

污水处理曝气监测：生化池曝气过程中 O₂浓度实时监控，确保微生物活性，降低能耗（如市政污水处理厂曝气池 O₂控制在 2-4mg/L）。

2. 工业过程控制

化工行业：反应釜、管道中 O₂浓度监测（如合成氨、甲醇生产），防止氧化反应失控或爆炸风险。

冶金行业：炼钢转炉、高炉煤气 O₂监测，优化冶炼工艺，提升钢水质量。

能源行业：天然气、煤炭燃烧锅炉 O₂浓度调节，实现节能减排（O₂浓度每降低 1%，能耗可降低 1-2%）。

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