TDLAS的典型應用領域

TDLAS通過注入電流和溫度改變波長實現(xiàn)對分子吸收線進行測量，通過對氣體吸收后的光進行光譜分析，可以準確得出被測各項氣體物理參數(shù)(氣體的種類、濃度、溫度以及壓力)。它的應用領域非常廣，目前主要應用在環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)過程控制、生物和醫(yī)學研究、燃燒過程診斷分析、發(fā)動機轉換效率和機動車尾氣和大氣痕量污染氣體等領域光譜檢測。

1、應用于大氣環(huán)境檢測

圖1應用于大氣環(huán)境檢測

大氣環(huán)境中污染物氣體檢測是對大氣環(huán)境中污染物分析氣體的成分、濃度、來源以及危害對大氣環(huán)境質(zhì)量的改善、治理以及人類健康的保障具有重要的研究意義，從而減少污染物氣體對人類健康造成的不利影響和危害。如圖1所示TDLAS應用在大氣環(huán)境檢測領域，實現(xiàn)測量環(huán)境空氣質(zhì)量以及大氣監(jiān)測和網(wǎng)絡。

2、應用于工業(yè)氣體在線分析

在石油化工、煉焦、火力發(fā)電、煉鋼、煉鐵、水泥生產(chǎn)等等工業(yè)生產(chǎn)過程中，由于環(huán)境情況復雜下，通過TDLAS對氣體濃度實時的測量，進行安全監(jiān)控和了解氣化反應情況。像一些化工廠排放的有害氣體濃度的實時測量與控制，圖2所示為應用于工業(yè)氣體在線分析，具體如氣體泄漏檢測、天然氣控制監(jiān)測、石化過程監(jiān)控、制藥工藝/質(zhì)量控制。

圖2 應用于工業(yè)氣體在線分析

3、應用于生物和醫(yī)學研究

TDLAS技術應用于氣氨檢測可實現(xiàn)檢測肝臟和腎臟疾病、血糖監(jiān)測、呼吸診斷等生物和醫(yī)學研究領域，典型測量系統(tǒng)如圖3所示。醫(yī)療呼吸分析以乙烷和乙炔作為生物標志物來診斷哮喘、精神分裂癥或肺癌等疾病，呼吸分析使用甲烷作為生物標志物腸道問題。

圖3 應用于醫(yī)學研究的檢測系統(tǒng)

4、應用于燃燒過程診斷分析、發(fā)動機效率

發(fā)動機內(nèi)部燃燒過程很多參數(shù)難以直接地測量瞬時值，阻礙了對發(fā)動機燃燒控制規(guī)律的認識。通過TDLAS測量系統(tǒng)能快速地和實時地對燃燒過程排放的CO濃度進行測量，根據(jù)燃燒情況對燃料輸入進行調(diào)整，可以提高燃燒效率。如圖4所示是應用于燃燒診斷測量實物圖。

圖4 應用于燃燒診斷

5、應用于機動車尾氣測量

對汽車尾氣新的排放標準和檢定方法的實施，對機動車尾氣測量的氣體和濃度要求也越來越高，而TDLAS技術由于光譜特性很好地實現(xiàn)對氣體定性和定量的分析，該技術能滿足汽車尾氣中CO、CO2等氣體監(jiān)測的要求。目前主要應用于環(huán)境監(jiān)測部門的路檢和抽檢、尾氣凈化裝置的快速檢驗、有關汽車尾氣的研究工作、汽車修理廠、對其他現(xiàn)場儀器的參考校準。

圖5 應用于機動車尾氣測量