极光智能 你不得不知道的几个TDLAS技术要点

1、TDLAS技术简介

传统的固定污染源大气污染物或者化工泄漏的监测方法主要可分为两种：一种是利用化学采样方法将有害物质经采样后送至分析实验室做进一步的分析，一般适用于非紧急致害性气体的检测分析，比如空气污染的环保监控；另一种是在现场利用特定的检测仪器对有害气体作持续性实时在线检测，一般适用于易燃易爆气体等有即时危害性的气体的实时原位检测和监控，比如可燃气体探测。常用的现场在线检测的手段有电化学、PID、光谱等，其中光谱学手段因其非侵入式、非破坏性检测、可遥测的优势受到越来越多的青睐。

近年来脱颖而出的TDLAS技术就是一种光谱学手段，TDLAS（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy）是可调谐二极管激光吸收光谱技术的简称，有时它也被称为TDLS、TLS、TLAS甚至TDLARS。TDLAS属于光谱扫描技术，它利用可调谐半导体激光的窄线宽特性和波长随温度以及注入电流改变的特性，通过控制二极管激光器的温度或者注入电流，进行输出激光波长的微调，从而扫描目标分子的特定精细吸收光谱峰。

可调激光吸收光谱技术在20世纪70年代时使用中远红外波长的铅盐半导体激光器，这类激光器以及相应的中远红外光电传感器在当时只能工作于非常低的液氮甚至液氦温度，从而限制了该技术在气体在线检测领域的应用。随着近红外可调谐二极管激光的高强度、可调谐、窄频宽、相干性、方向性、体积小、便于操作、价格低廉、单模特性优秀等优点得到长足的发展，光纤和红外探测器的技术也相应跟进，为研制基于TDLAS技术的小型、高灵敏度、价格便宜、通用的气体在线分析仪奠定了基础。

如上图所示：通过调节发射激光的波长，使其与待测气体（比如：甲烷）的某个特定吸收波长重合，分子会吸收激光的能量被激发（更强的振动），从而使穿过气团的光强减弱，被探测器接收到，进而识别待测气体的存在并精确测量其浓度。而其他的非待测气体（比如：水蒸汽）因为吸收波长不与激光波长重合，不会因为吸收激光被激发，也就不会被探测到，从而避免了干扰。

TDLAS技术实现了非接触、远距离、高精度、免干扰快速测量，极大的减少人员测试工作量，对于特定危险区域做到24´7小时不间断监测，极大的遏制了灾害发生的可能性，同时极大的降低了物料损失和环境污染。该技术主要核心功能已经发展成熟，经受了市场的检验，而极光智能的第一代激光甲烷检测器正是采用TDLAS技术，且针对不同应用场景开发出多种（套）解决方案，可以满足常见的化工、能源、市政、交通等多个领域，室内、室外、野外气体测量、监控、巡检等多种场景的需求。

2、TDLAS技术优势

高响应速度及高精度

结合算法的优化和产品设计，实现亚秒级的反应时间和ppm级别的精度和分辨率；

高耐候性

光谱吸收的原理保证了测量方法本身不受气候的影响，精密的机构设计，使产品性能在各种天气条件下保持一致；

远距离遥测

可从远离现场泄漏危险区域之外远距离精确测量到泄漏，无需靠近测量，大大提升了安全性；

无误报

气体“指纹识别技术”唯一性识别目标气体分子，理论上不受其他气体干扰，可将交叉误报率降至几乎为零；

自标定及免维护

技术原理上不存在零点漂移和敏感元件中毒等问题，使用寿命大幅延长，且寿命期内无需专门维护；

多种工业物联网接口

可用于多传感器组网，最大程度方便数据传输，便于客户管理和操作。