1.首先我們了解一下什么是激光?
激光是原子受激輻射的光:原子中的電子吸收能量后從低能級躍遷到高能級,再從高能級回落到低能級的時候,所釋放的能量以光子的形式放出。被引誘(激發(fā))出來的光子束(激光),其中的光子光學(xué)特性高度一致。因此激光相比普通光源單色性、方向性好。
2.激光檢測氣體的原理是什么?
激光穿過被測氣體的光強衰減基于朗伯-比爾(Lambert-Beer)定律,即被測組分對特定波長的光具有吸收,且吸收強度與組分濃度成正比,通過測量氣體對激光的衰減來測量氣體濃度。
關(guān)鍵技術(shù)是可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜法(TDLAS),是利用半導(dǎo)體激光器的波長調(diào)諧特性和待測氣體對激光的選擇性吸收進行氣體濃度檢測的一種技術(shù)。
具有高靈敏度、實時、動態(tài)、多組分同時測量的優(yōu)點。
其原理是可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器在驅(qū)動電流的調(diào)制下,發(fā)射出特定波長的激光,隨著注入周期性電流的調(diào)制,激光波長產(chǎn)生周期性變化,使激光中心波長調(diào)節(jié)到待測氣體的吸收譜線,發(fā)生選擇性吸收,再利用經(jīng)過氣體吸收得到的光譜強度信號反演出待測氣體的濃度。
因為半導(dǎo)體激光器的高單色性,可以利用待測氣體分子的一條孤立的吸收譜線進行測量,避免了不同分子光譜的交叉干擾,從而準(zhǔn)確的鑒別出待測氣體。
3.激光傳感器的優(yōu)勢
1. 與電化學(xué)或者熱催化傳感器比較,激光式傳感器的優(yōu)勢是什么?
電化學(xué)/熱催化傳感器通常是敏感元件直接和氣體接觸。通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生熱或電來進行檢測,是一種消耗型傳感器件。所以電化學(xué)/熱催化傳感器的使用壽命會隨著檢測氣體頻率和濃度的增加而變短,由于基于化學(xué)反應(yīng),電化學(xué)/熱催化傳感器對同類型的氣體都反應(yīng),沒有唯一選擇性,經(jīng)常會引發(fā)誤報警。由于化學(xué)反應(yīng)對濕度、溫度、壓力以及環(huán)境氣體很敏感,電化學(xué)/熱催化傳感器經(jīng)常會因多種原因引起零點漂移的問題,使得校正周期極短。而頻繁的校正使得低價購入的傳感器的使用成本大大的增加。
激光式傳感器是一種無需與氣體直接接觸的光學(xué)探測器,因此不會發(fā)生中毒或老化現(xiàn)象。同時,在常壓條件下激光式傳感器不受壓力和濕度變化的影響,免調(diào)校。
2. 與固態(tài)傳感器比較,激光式傳感器的優(yōu)勢是什么?
無交叉靈敏度,不受環(huán)境參數(shù)影響:固態(tài)傳感器對濕度敏感,通常對有毒氣體選擇性差。而且,氧氣含量的變化會導(dǎo)致不可靠的讀數(shù)。在高氣體濃度環(huán)境下會導(dǎo)致零氣體讀數(shù)和靈敏度不可逆的變化。
反之,激光式傳感器不與被測氣體直接接觸,其他氣體的交叉靈敏度,濕度和含氧量對激光式傳感器的影響幾乎是零。
低功耗:固態(tài)傳感器的操作需要在持續(xù)的高溫下進行,這導(dǎo)致了巨大的功耗,且不適合作為便攜式設(shè)備使用。而激光式傳感器則具有功耗低的優(yōu)點。
3.與紅外傳感器比較,激光式傳感器的優(yōu)勢是什么?
[兩者物理原理相同],都是采用光和分子相互作用原理。
但是激光傳感器采用的是近紅外激光技術(shù),而紅外傳感器采用的是中紅外光源加濾波器技術(shù),然而水分子在中紅外區(qū)有很強的吸收特性,因此紅外傳感器抗?jié)衲芰Σ?
再是紅外傳感器光源信號弱,通常需要標(biāo)準(zhǔn)氣室和檢測氣室做差分才能取出有效信號,因而氣室結(jié)構(gòu)復(fù)雜,抗震動能力很弱,激光傳感器對水蒸氣毫無感應(yīng),抗震能力優(yōu)秀。
相比紅外傳感器,激光傳感器響應(yīng)速度快,抗?jié)?、抗震動能力強,工作穩(wěn)定可靠。
公告聲明:
成都盛瑟傳感技術(shù)有限公司是一家專注于傳感技術(shù)產(chǎn)品和通訊設(shè)備等產(chǎn)品研究、開發(fā)、生產(chǎn)及銷售一體具備完整產(chǎn)業(yè)鏈的高科技企業(yè),擁有多項自主研發(fā)產(chǎn)品,并獲得客戶的一致認可。公司擁有強大的研發(fā)技術(shù)實力,為客戶提供完善的解決方案和技術(shù)支持,縮短研發(fā)周期,減少研發(fā)成本,更為全新的產(chǎn)品研發(fā)思路提供一個強大的平臺。
審核編輯:湯梓紅
-
傳感器
+關(guān)注
關(guān)注
2566文章
53008瀏覽量
767510 -
檢測
+關(guān)注
關(guān)注
5文章
4643瀏覽量
92847 -
原理
+關(guān)注
關(guān)注
4文章
550瀏覽量
45391
發(fā)布評論請先 登錄
評論