您好, 歡迎來(lái)到化工儀器網(wǎng)
會(huì)員.png)
5
光譜技術(shù)革命：如何通過(guò)OF-CEAS、CRDS、TDLAS和FTIR實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)氣體檢測(cè)
光譜技術(shù)在氣體檢測(cè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，其中OF-CEAS（光學(xué)反饋腔增強(qiáng)吸收光譜技術(shù)）、CRDS（光腔衰蕩光譜技術(shù)）和TDLAS（可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)）是三種各具特色的主要技術(shù)。它們?cè)诓煌膽?yīng)用場(chǎng)景中展現(xiàn)不同的優(yōu)勢(shì)。
OF-CEAS（光學(xué)反饋腔增強(qiáng)吸收光譜技術(shù)）
OF-CEAS技術(shù)基于光學(xué)反饋效應(yīng)，通過(guò)將激光頻率鎖定到腔模頻率上，提高了激光與腔的耦合效率。該技術(shù)通過(guò)在腔鏡之間的多次反射來(lái)增加光與氣體介質(zhì)的作用路徑，從而提升探測(cè)靈敏度。
優(yōu)勢(shì)
l 高靈敏度：通過(guò)光學(xué)反饋提高了探測(cè)效率。
l 激光-腔耦合效率高：提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
l 激光線寬壓窄：實(shí)現(xiàn)了高效的腔模輸出。
CRDS（光腔衰蕩光譜技術(shù)）
CRDS技術(shù)是一種非常靈敏的光譜方法，用于探測(cè)樣品的絕對(duì)光學(xué)消光，包括光的散射和吸收。它能夠在萬(wàn)億分之一的水平上確定樣品的摩爾分?jǐn)?shù)。
優(yōu)勢(shì)
l 高靈敏度：適合極低濃度氣體的檢測(cè)。
l 免疫激光光強(qiáng)波動(dòng)：不受激光強(qiáng)度波動(dòng)影響。
l 寬光譜范圍：可用于多種波長(zhǎng)范圍的應(yīng)用。
l 高速檢測(cè)：適用于快速反應(yīng)過(guò)程的檢測(cè)。
l 無(wú)熒光需求：簡(jiǎn)化了設(shè)備需求。
然而，CRDS技術(shù)受限于激光光源和高反射率反射鏡的可用性，且在某些波段應(yīng)用較為困難，成本相對(duì)較高。
TDLAS（可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)）
代表品牌：海爾欣·昕甬智測(cè)
TDLAS技術(shù)利用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的窄線寬和波長(zhǎng)隨注入電流變化的特性，對(duì)分子的單個(gè)或幾個(gè)相近的吸收線進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)激光波長(zhǎng)與待測(cè)氣體分子的吸收線匹配時(shí)，氣體分子會(huì)吸收部分激光能量，通過(guò)檢測(cè)透射光強(qiáng)度的變化，計(jì)算出氣體濃度。
優(yōu)勢(shì)
l 高靈敏度和高分辨率：能夠探測(cè)到極低濃度的氣體，并提供高精度的光譜分辨率。
l 快速響應(yīng)：激光器的快速調(diào)諧能力使其適用于實(shí)時(shí)測(cè)量。
l 無(wú)干擾測(cè)量：窄線寬和高選擇性使TDLAS在復(fù)雜氣體環(huán)境中實(shí)現(xiàn)無(wú)干擾測(cè)量。
l 低成本和小型化：系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)小型化和低成本。
l 多組分測(cè)量：可同時(shí)測(cè)量多種氣體的通量測(cè)量。
應(yīng)用
寧波海爾欣·昕甬智測(cè)依托TDLAS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在精密氣體分析與測(cè)量領(lǐng)域不斷創(chuàng)新，為行業(yè)提供多領(lǐng)域的解決方案。
FTIR（傅里葉變換紅外光譜技術(shù)）
FTIR技術(shù)使用寬帶紅外光源和干涉儀記錄整個(gè)光譜，通過(guò)傅里葉變換獲得吸收譜，能夠同時(shí)檢測(cè)多種氣體，在溫室氣體監(jiān)測(cè)中具有顯著的優(yōu)勢(shì)：
l 高靈敏度和高分辨率：提供高信噪比和光譜分辨率，適合環(huán)境科學(xué)的實(shí)時(shí)在線分析。
l 寬光譜范圍：能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)多種溫室氣體。
l 快速和直接監(jiān)測(cè)：可以快速、直接地進(jìn)行環(huán)境氣體監(jiān)測(cè)。
l 實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)：建立實(shí)時(shí)連續(xù)的溫室氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)控制大氣污染意義重大。
l 高可靠性和準(zhǔn)確性：在CO2、CH4和CO的監(jiān)測(cè)中表現(xiàn)出高可靠性。
FTIR技術(shù)在溫室氣體監(jiān)測(cè)中也存在一些挑戰(zhàn)，如受環(huán)境條件影響、設(shè)備要求高、可能的交叉吸收問(wèn)題和技術(shù)復(fù)雜性等。
————————————————
知識(shí)點(diǎn)補(bǔ)充：
為什么FTIR通常與其他三種技術(shù)分開(kāi)討論？
l 光源類型：FTIR使用的是寬帶紅外光源，而其他三種技術(shù)主要使用激光光源。激光技術(shù)一般在狹窄波段內(nèi)高效工作，適合特定氣體成分的檢測(cè)。
l 應(yīng)用范圍：FTIR能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)多種氣體成分，適合復(fù)雜樣品的分析，而激光光譜技術(shù)往往針對(duì)單一或少數(shù)特定氣體的高精度檢測(cè)。
l 技術(shù)機(jī)制：FTIR通過(guò)干涉儀獲得光譜數(shù)據(jù)，而OF-CEAS、CRDS、TDLAS等技術(shù)則是通過(guò)光與物質(zhì)的特定相互作用進(jìn)行測(cè)量。
l 靈敏度與分辨率：激光光譜技術(shù)通常具有更高的靈敏度和分辨率，適合痕量氣體的快速檢測(cè)，而FTIR則以其寬光譜覆蓋和多成分分析的能力見(jiàn)長(zhǎng)。
綜上所述，FTIR與OF-CEAS、CRDS、TDLAS都屬于光譜技術(shù)，但由于它們的光源類型、應(yīng)用范圍和技術(shù)機(jī)制不同，通常在不同的應(yīng)用場(chǎng)景中體現(xiàn)出各自的優(yōu)勢(shì)。在某些綜合應(yīng)用中，FTIR與其他激光光譜技術(shù)可以互為補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜氣體環(huán)境的全面分析。