一、原理
LasIR可調式二極管激光吸收（TDLAS）氣體分析系統采用近紅外可調式激光器（TDL）作為光源的光譜吸收氣體檢測系統。特定氣體只吸收特定波長的光譜，依據Beer-Lambert定律，吸收的強度與氣體濃度成正比，通過氣體吸收強度的檢測，計算出特定氣體的濃度：
I (v) =I0(v) exp[-s(v) φ（v）Pabs C L]
I (v) ：透射光的強度
I0(v) ：入射光的強度
s(v) ：吸收線強度
φ（v） ：氣體吸收的線型函數
Pabs ：氣體的壓力
C: 氣體濃度
L: 氣體的吸收光程
LasIR系統分析控制器內置近紅外可調式激光器，激光器發射出的光束通過光纜傳送到光學發射端，經過準直后射出。射出光束穿過測量氣體空間，到達接收端。在接收端經光電檢測器把光信號轉換成電信號，經同軸電纜傳回分析控制器。分析控制器進行分析處理，計算出被測氣體濃度值。
二、系統技術優勢
TDLAS技術：TDLAS技術是一種高分辨率吸收光譜技術。與傳統紅外光譜技術不同，其采用的半導體激光光源的光譜寬度遠小于特定氣體吸收譜線的寬度，避免了背景氣體間的交叉干擾。
LasIR氣體分析系統可實現分析控制器和現場光學傳感系統分離布置安裝。分析控制器通過光纖/同軸信號線與現場光學傳感
終生無需校準：LasIR分析控制器內置特定氣體參比池，通過對參比池的實 時監測，動態調節TDL的電流和溫度輸入，使得LasIR系統總是“鎖住”特定氣體的吸收譜線，因此系統不存 在漂移問題，前期安裝調試完畢后，用戶無需對系統進行定期的標氣校準，是真正的免維護系統。
不受粉塵與視窗污染影響：
LasIR氣體分析系統采用氣體直接吸收測量的方式。依據Beer-Lambert定律
I (v) =I0(v) exp[-S(v) φ（v）Pabs C L]
C(濃度)= -ln I (v) /I0(v) /-S(v) φ（v）PabsC L
I (v)—透射光強
I0(v)——入射光強
因為激光傳輸光路中的粉塵或視窗污染造成的入射光與透射光的光強減弱是等比例的，因此通過我們的除法運算以及光譜掃描技術*消除了粉塵和視窗污染的影響。
一機多點監測：
由于系統采用光纖分布技術，可實現一臺分析控制器多同時監測16個現場需監測點。 不同與其他采樣分析系統電磁閥多路切換技術，LasIR系統是真正的同時現場多點監測。
檢測范圍極寬：
LasIR氣體分析系統可以在ppb～%范圍內進行氣體檢測，其他氣體檢測系統無法與其比擬。真正適合于工 業流程氣體的監測。
超遠距離光程開放式：
開放式光學系統光程可達1000米，*實現環境空氣監測中低檢測下限要求。
一套完整的HF氣體激光在線監測系統包括：
- 分析控制器
- 現場光學傳感單元
- 傳輸光纜和同軸信號線及附件
- 可選外部電腦（含軟件）
- LasIR分析控制器
LasIR系列分析控制器是整個HF氣體激光在線監測系統的核心單元，依據不同的實際需要，LasIR分析控制器有單通道和多通道的配置可供選擇，內置功率強大的激光器和標準氣體參比池以及自設定多光路系統，從而保證了各種環境條件下被檢測氣體的吸收峰鎖定和在16個通道范圍內激光光源的高質量輸出。本版主要針對電解鋁行業主要污染物氣體HF的在線監測應用作出介紹說明。
分析控制器分類：
單通道和雙通道臺式氣體分析控制器
主要技術參數
名稱 | 參數 |
尺寸（L×W×H） | 2~16通道：483×280×153mm |
重量（大約） | 2~16通道：5kg |
電源 | 100~240VAC@50~60Hz,工作電壓：12VDC，標配12VDC轉換器 |
激光器 | 近紅外二極管激光器 |
環境要求 | -10oC~+50oC，800~1200mbar，0~95%RH |
檢測范圍 | 動態5級（從ppb到%）,用戶自行設定 |
HF氣體 檢測靈敏度 (檢測下限) | 0.03ppm/每米光程 對于典型的10米直徑煙囪安裝：3ppb 對于典型的150米電解車間內屋頂開放長光程安裝：0.1ppb |
響應時間 | 1秒 |
校正 | 廠家設定，用戶無需校正 |
數據存儲 | 內置2GB閃存，外部通過網口或RS232連接外部電腦存儲 |
輸出接口 | RS232,以太網網口，4~20mA，狀態繼電器 |
操作軟件 | LasIRView |
- 現場光學傳感單元（發射端/接收端）
依據不同的監測點位和實際情況來決定選用不同型式的現場光學傳感單元配置。電解鋁廠監測HF氣體依據實際需要主要有4個點位，分別如下：
- 煙囪排放HF監測（煙道式光學傳感單元）
根據實際應用經驗，我們*煙囪/煙道使用對射式，鋁電解車間內屋頂/廠界使用反射式。
1. 煙囪/煙道 對射式（SPSO型）
煙囪/煙道 對射式光學傳感單元主要參數：
名稱 | 參數及備注 |
尺寸（H×W×D） | 330×280 ×260 mm（高×寬×深） |
NEMA防護箱材料 | 工程塑料（ABS,重量輕，防腐蝕） |
重量（大約） | 發射/接收：4kg |
窗口材料 | 耐HF腐蝕的鍍膜PLOYCARB |
窗口直徑 | 50mm |
環境條件 | -40~65oC，5~95%RH,25~2000mbar |
防護等級 | IP65 |
安裝要求 | DN100法蘭 |
監測光程 | 可達25m |
吹掃風連接及要求 | 1/4''卡套連接，50psi@15L/min（依賴于工況） |
發射端 | 光纖接入、準直 |
接收端 | 光電轉換 |
PDA | 光電接測器放大器 |
PDA電源適配器 | 輸入：AC100~240V,50~60Hz,輸出：DC12V |
光纜（單模） | 依據實際情況確定長度 |
同軸電纜 | 依據實際情況確定長度 |
三.傳輸光纜和同軸信號線
1. 傳輸光纜
傳輸光纜要求：鎧裝，每個通道低要求雙芯光纜（一條使用，另一條備用），單模，AC/APC光纖頭。
2. 同軸信號線
同軸信號線：RG58，BNC/SMA接頭。
3. 傳輸光纜和同軸信號線布線
現場光學傳感單元與*分析控制器之間的布線（光纜和同軸信號線）一般通過使用穿管或橋架的方式來鋪設。
穿管：穿線管內徑≥50mm, 材質為金屬。
橋架，線槽寬≥50mm，材質為金屬。
- 可選外部電腦（含軟件）
*分析控制器與外部電腦連接，通過使用LasIRView軟件可以實現更多儀器功能。
LasIRView軟件：
RS232或以太網就地或遠程連接遙控
- 實時的數據曲線圖顯示
- 氣體吸收曲線與參比氣體吸收曲線實時對比
