激光氣體分析儀采用了可調(diào)諧半導(dǎo)體激光光譜技術(shù)是基于朗伯-比爾定律的一種分子濃度定量光學(xué)檢測(cè)方法。當(dāng)一束強(qiáng)度為I0的激光通過(guò)一定濃度的被測(cè)氣體后，由于被測(cè)氣體對(duì)激光強(qiáng)度的吸收，透射光強(qiáng)變?yōu)?/span>It。根據(jù)朗伯-比爾定律，氣體對(duì)透過(guò)光的衰減吸收與被測(cè)氣體的濃度成正比，即

      其中，為介質(zhì)的吸收常數(shù)，C為待測(cè)氣體濃度，L為光程。由上式知通過(guò)測(cè)量透射光強(qiáng)度的衰減就可以獲得被測(cè)氣體的濃度（如圖3-1所示）

    MA1000型激光氣體分析儀采用紅外半導(dǎo)體可調(diào)諧激光器（DFB激光器）作為工作光源。由于DFB激光器的發(fā)射光譜線寬很窄，遠(yuǎn)小于待測(cè)氣體在紅外波段的特征吸收峰寬度（圖3-2所示）。這樣就可以選擇某一特定波長(zhǎng)的吸收光譜線，使得待測(cè)氣體的吸收峰遠(yuǎn)離背景氣體的干擾，以這樣的吸收峰作為工作測(cè)量的特征吸收峰，將激光器中心波長(zhǎng)鎖定在氣體特征吸收峰附近，然后通過(guò)電流掃描的方法對(duì)整條氣體特征吸收譜線進(jìn)行測(cè)量，提高濃度反演精度。通過(guò)此種方式獲取吸收譜線幾乎不受其他氣體分子的干擾，避免了不同分子間吸收光譜的相互影響，具有*的靈敏度和選擇性。

      針對(duì)在線測(cè)量環(huán)境的復(fù)雜性、惡劣性，采用諧波調(diào)制與探測(cè)技術(shù)來(lái)測(cè)量氣體濃度，這樣就能排除由于粉塵、窗片污染或機(jī)械位移造成光強(qiáng)變化所帶來(lái)的影響，使設(shè)備*消除零點(diǎn)漂移，進(jìn)一步提高了激光氣體分析儀的信噪比和抗*力，使系統(tǒng)只需通過(guò)簡(jiǎn)單的定標(biāo)就能通過(guò)諧波峰值獲得待測(cè)氣體濃度。

      當(dāng)氣體溫度和壓力發(fā)生變化時(shí)，待測(cè)氣體譜線也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，從而影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。通過(guò)預(yù)留的氣體溫度、壓力4-20mA輸入接口，可實(shí)時(shí)獲得待測(cè)氣體的溫度與壓力，對(duì)測(cè)量諧波信號(hào)進(jìn)行修正補(bǔ)償，使測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確。利用DSP芯片強(qiáng)大的運(yùn)算處理能力，對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行平均，濾波，非線性擬合等處理，同時(shí)采用中心波長(zhǎng)漂移自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)，使儀器具有更高的穩(wěn)定性，抗*力和準(zhǔn)確性。

      采用*的TDLAS光譜測(cè)量技術(shù)，使MA1000激光氣體分析儀測(cè)量速度快，可以達(dá)到毫秒級(jí)別的時(shí)間響應(yīng)，測(cè)量靈敏度高，可以達(dá)到ppm量級(jí)。并且使用TDLAS技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，無(wú)需采樣預(yù)處理，MA1000直接安裝在測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)。測(cè)量設(shè)備本身與被測(cè)氣體*隔離，可以適應(yīng)高粉塵、強(qiáng)腐蝕性的被測(cè)氣體環(huán)境，具有非常好的環(huán)境適應(yīng)性。

    MA1000系統(tǒng)主體部分包括發(fā)射單元、接收單元和電源模塊，安裝附件包括標(biāo)定管、收發(fā)單元光路對(duì)準(zhǔn)工裝、過(guò)程法蘭對(duì)準(zhǔn)工裝等。

      發(fā)射單元安裝在過(guò)程管道一側(cè)，包括人機(jī)界面、激光器及其驅(qū)動(dòng)模塊、*處理模塊、通訊模塊、精密光學(xué)窗片、連接部件等幾部分。發(fā)射單元處理芯片采用高性能DSP芯片，具有強(qiáng)大的計(jì)算能力，可快速完成一系列如平均，濾波，非線性擬合等數(shù)據(jù)處理過(guò)程，zui終穩(wěn)定、準(zhǔn)確的獲得待測(cè)氣體的濃度值。由此激光氣體分析儀便可以在沒(méi)有預(yù)處理設(shè)備的前提下，排除水分、粉塵和其他各種背景氣體的干擾，以zui快的響應(yīng)速度完成所需數(shù)據(jù)的測(cè)量以及發(fā)送，其外型圖見(jiàn)。

     *處理單元采用屏幕顯示與按鍵操作界面，工作人員可直接在儀器操作界面上進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取與參數(shù)設(shè)置。同時(shí)，儀器提供RS485（可選）和4-20mA端口，可將氣體濃度發(fā)送至DCS系統(tǒng)、環(huán)保數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等各種需要的場(chǎng)合。另外儀器還提供待測(cè)氣體的溫度、壓力的4-20mA輸入端口，用于氣體濃度計(jì)算的校準(zhǔn)，提高獲得結(jié)果的精確性。

      發(fā)射單元是通過(guò)連接部件與焊接法蘭固定在一起，連接部件主要包括吹掃接口、光路調(diào)整機(jī)構(gòu)、球閥（過(guò)程氣體為負(fù)壓且溫度不高時(shí)可不安裝球閥）、連接鎖箍和安裝法蘭等。通過(guò)連接鎖箍可以輕松的將發(fā)射單元尾部拆下，進(jìn)行窗片清潔或標(biāo)定，重新安裝之后無(wú)須重新調(diào)整光路調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

      接收單元安裝在過(guò)程管道的另一側(cè)，主要包括光電傳感器、信號(hào)處理模塊、精密光學(xué)窗片、連接部件等組成。主要功能是將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，在經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單放大處理之后將數(shù)據(jù)通過(guò)電纜發(fā)送至*處理單元。

      接收單元的固定方式與發(fā)射單元相同，連接部件也*，都是通過(guò)連接部件與焊接法蘭固定在一起，并且可以通過(guò)連接鎖箍快速拆裝。發(fā)射單元和接收單元都有IP65/IP66保護(hù)等級(jí)和zui大能夠承受5bar壓力（壓力）的標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)視窗。分析儀是通過(guò)所提供的吹掃或校準(zhǔn)單元來(lái)裝配發(fā)射單元和接收單元的，它們依次被固定在法蘭上。

      抽取式安裝適用于一些粉塵濃度非常大或者現(xiàn)場(chǎng)工況不適用于在線對(duì)穿式安裝的現(xiàn)場(chǎng)。其組成為標(biāo)準(zhǔn)的激光氣體分析儀加上采樣系統(tǒng)和全程伴熱系統(tǒng)及其控制箱組成。

       抽取式激光氣體分析儀安裝如上圖所示，由采樣器、伴熱管、加熱氣室、控制箱和激光氣體分析儀組成。

       采樣器由一級(jí)過(guò)濾器、采樣桿、采樣探頭、二級(jí)過(guò)濾器等部件組成。采樣器直接通過(guò)安裝法蘭固定于探測(cè)點(diǎn)的外壁上，通過(guò)后級(jí)射流泵的抽力將需測(cè)量的樣氣抽入氣室。過(guò)濾器可以過(guò)濾掉粉塵等污染物，保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。采樣器可以通過(guò)控制箱實(shí)現(xiàn)180℃的高溫的控制，可以避免出現(xiàn)液態(tài)水和氣體結(jié)晶析出。

抽取式安裝的激光氣體分析儀的氣路安裝如下圖所示。

       抽取式安裝需要使用壓縮空氣進(jìn)行射流泵的驅(qū)動(dòng)及采樣器的定時(shí)反吹除塵。其安裝結(jié)構(gòu)如上圖所示，通過(guò)電磁閥控制氣路的切換。