• ليزر ثنائي قابل للضبط: في أجهزة تحليل الغاز TDLAS، يكون مصدر الضوء هو ليزر ثنائي قابل للضبط. يمكن لليزر الثنائي القابل للضبط أن يصدر الضوء عند العديد من الأطوال الموجية ضمن نطاق طيفي صغير، على النقيض من الليزر التقليدي الذي يصدر الضوء عند أطوال موجية ثابتة فقط. وبسبب هذه القدرة على الضبط، يمكن لأجهزة تحليل TDLAS التركيز على خطوط امتصاص معينة لجزيئات الغاز التي تبحث فيها.

• خلية الغاز أو حجرة العينة: يتم الاحتفاظ بعينة الغاز المراد تحليلها في خلية الغاز أو حجرة العينة. وعادةً ما يتم تركيب نوافذ بصرية في هذه الحجرة للسماح بمرور ضوء الليزر. وبسبب التفاعل بين جزيئات الغاز في العينة وشعاع الليزر، يتم امتصاص الضوء عند أطوال موجية محددة، وهو ما يعتمد على التركيب الجزيئي لأنواع الغاز.

• الكاشف: يتم قياس شدة الضوء الذي يمر عبر خلية الغاز بواسطة الكاشف في جهاز تحليل الغاز TDLASيمكن تحديد كمية الامتصاص التي تسببها جزيئات الغاز بواسطة المحلل من خلال مقارنة شدة الضوء المنقول بشدة ضوء الليزر الساقط. ثم يتم تحديد تركيز أنواع الغاز المستهدفة في العينة باستخدام هذه المعلومات.

مبدأ العمل: فيما يلي ملخص لكيفية عمل محلل الغاز TDLAS

عند طول موجي معين، يتم إنتاج شعاع ضيق من الضوء بواسطة الليزر الثنائي القابل للضبط.

تتعرض جزيئات الغاز المستهدف لضوء الليزر أثناء انتقاله عبر عينة الغاز في خلية الغاز.

يتم امتصاص الفوتونات بواسطة جزيئات الغاز التي تتوافق خطوط امتصاصها مع خطوط الليزر. 

الطول الموجي. وهذا يقلل من شدة الضوء المنقول. ومن خلال قياس شدة الضوء المنقول، يمكّن الكاشف المحلل من حساب مقدار الضوء الذي تمتصه جزيئات الغاز. ويحدد المحلل تركيز الغاز في العينة عن طريق معايرة الجهاز واستخدام خصائص الامتصاص المعروفة للغاز المستهدف.

استكشف جهاز تحليل الغاز ESEGAS TDLAS

وحدة الغاز ESE-LASER-100M TDL يعتمد مبدأ مطيافية امتصاص الليزر الثنائي القابل للضبط (TDLAS) لقياس تركيز الغازات المحددة في مكونات غاز العملية، بما في ذلك NH3 وHCL وHF وH2S وCH4 وCO وCO2 وO2 وما إلى ذلك. تتميز وحدة تحليل الغاز بخصائص الحساسية العالية والاستجابة السريعة وعدم وجود تداخل من الغاز الخلفي والقياس البصري غير التلامسي وما إلى ذلك. يمكن استخدامه في مراقبة انبعاثات الغاز والتحكم في العملية ومراقبة الغازات النزرة لمحطات الهواء في العديد من المجالات الصناعية، مثل محطات الطاقة التي تعمل بالفحم ومحطات الطاقة التي تعمل بحرق النفايات والمصانع الكيميائية، بالاشتراك مع أنظمة معالجة الغاز المناسبة، مما يوفر ضمانًا موثوقًا به للانعكاس الدقيق في الوقت الفعلي لتغيرات تركيز الغاز.

المميزات: بالمقارنة مع أجهزة تحليل الغاز الأخرى، تتميز وحدة تحليل الغاز بالليزر هذه بالميزات الرئيسية التالية:

•   انتقائية عالية. TDLAS هي تقنية طيفية عالية الدقة. نظرًا لخاصية "بصمة" الطيف الجزيئي، لا يتداخل القياس مع الغازات الأخرى، وهو ما يتمتع بمزايا واضحة مقارنة بالطرق التحليلية الأخرى.
•  عالمية واسعة النطاقتتميز تقنية TDLAS بالقدرة على قياس جميع الجزيئات النشطة التي لها امتصاص في منطقة الأشعة تحت الحمراء القريبة بشكل فعال، مما يغطي بشكل أساسي غازات التحليل الهندسي الرئيسية.
•  قابلية تطبيق قويةتتميز تقنية TDLAS بالسرعة العالية والحساسية العالية. وفي التطبيق العملي، يمكن أن يصل دقتها الزمنية إلى مستوى مللي ثانية، ويمكن أن تصل حساسيتها إلى مستوى جزء في المليار.

مبدأ العمل

تستخدم وحدة تحليل الغاز بالليزر ESE-LASER-100M قابلية ضبط طول موجة الليزر لجعل طول موجة انبعاث الليزر يتغير مع تغير درجة حرارة العمل والتيار. من خلال تعديل التيار بشكل دوري، يمكن تغيير طول موجة الليزر بشكل دوري في نطاق صغير، ويمكن الحصول على بيانات "خط الامتصاص أحادي الخط" للغاز المقاس في كل دورة. في الوقت الحاضر، تطورت تقنية TDLAS إلى تقنية كشف الغاز ذات الحساسية العالية والدقة العالية والانتقائية العالية والاستجابة السريعة، والتي تستخدم على نطاق واسع في أبحاث الطيف الجزيئي ومراقبة العمليات الصناعية والتحكم فيها وتشخيص وتحليل عملية الاحتراق وكفاءة المحرك وقياس عادم السيارات والتحكم في السلامة ومراقبة غازات الملوثات النزرة في الغلاف الجوي وغيرها من المجالات.

فوائد جهاز تحليل الغاز TDLAS

يستطيع المحلل اكتشاف محتوى الماء بدقة دون تدخل من كبريتيد الهيدروجين أو الميثانول أو الجليكول أو الأمين. وتدعم الأفكار الأساسية للفيزياء هذه القدرة.

نظرًا لأن أجهزة تحليل TDLAS لا تنحرف بسهولة ولا تعاني من مشاكل التلوث الكيميائي التي قد تؤثر على المستشعر نفسه، فهي مستقرة بشكل طبيعي ولا تحتاج إلى معايرة إلا من حين لآخر. 

بالمقارنة مع طرق تحليل الغاز التقليدية، فإن أجهزة تحليل الغاز TDLAS لها العديد من الفوائد، مثل:

• حساسية وانتقائية عالية: تعتمد الطريقة على الطريقة التي تمتص بها جزيئات الماء الأشعة تحت الحمراء، مما يجعل من الممكن قياس محتوى الرطوبة بدقة. ولأن TDLAS يمكنه اكتشاف مستويات الرطوبة حتى أجزاء في المليون (ppm)، فهو مناسب تمامًا للمواقف التي تتطلب التحكم الدقيق في الرطوبة. وعلاوة على ذلك، يتم ضمان القراءات الموثوقة حتى في وجود المواد الكيميائية المتداخلة حيث يمكن لـ TDLAS التمييز بين بخار الماء والغازات الأخرى. ونظرًا لحساسيته وانتقائيته العالية، فإن TDLAS هو الخيار الأفضل لتحليل الرطوبة في مجموعة متنوعة من المواقف والعينات الصعبة.
• القياسات في الوقت الحقيقي وغير التدخلية: إحدى الفوائد المهمة لـ TDLAS هي قدرتها على إجراء قياسات غير تدخلية. تقلل الطريقة من تلوث العينة وإزعاجها من خلال تمكين تحليل الرطوبة دون الحاجة إلى الاتصال المادي. كما يجعل TDLAS إجراء القياسات في الوقت الحقيقي ممكنًا من خلال تقديم مدخلات فورية لإدارة العمليات وتحسينها. تستفيد التطبيقات التي تتطلب مراقبة وتعديلًا مستمرين لمستويات الرطوبة بشكل كبير من هذه القدرات في الوقت الحقيقي. عندما تنشأ اختلافات في الرطوبة، يمكن لـ TDLAS مساعدة المشغلين في اتخاذ القرارات بسرعة واتخاذ إجراءات علاجية سريعة، مما يمنع حدوث مشاكل في جودة المنتج ويقلل من وقت التوقف.
• نطاق ديناميكي واسع: يتمتع جهاز TDLAS بالقدرة على قياس مستويات الرطوبة بدقة عبر نطاق واسع من التركيزات، بغض النظر عن محتوى الرطوبة، من المنخفض إلى المرتفع. هذه القدرة على التكيف مفيدة بشكل خاص في التطبيقات مثل مراقبة البيئة وعمليات التجفيف حيث قد يتغير محتوى الرطوبة بشكل كبير. يعمل جهاز TDLAS على تبسيط عملية القياس وخفض النفقات الإجمالية من خلال التخلص من الحاجة إلى أدوات إضافية أو تعديلات المعايرة بسبب تغطيته لنطاق ديناميكي واسع.
• متينة وقليلة الصيانة: إن عدم وجود مكونات متحركة في أجهزة تحليل TDLAS يقلل من احتمالية حدوث مشكلات ميكانيكية، مما يضمن موثوقيتها على المدى الطويل. علاوة على ذلك، لا يلزم معالجة العينة بفضل طريقة القياس غير التلامسية، مما يقلل من متطلبات الصيانة والنفقات ذات الصلة. علاوة على ذلك، غالبًا ما يتم دمج ميزات التشخيص الذاتي في أجهزة تحليل TDLAS، مما يسمح بالصيانة الاستباقية واستكشاف الأخطاء وإصلاحها. وبفضل هذه الخصائص، يعد TDLAS خيارًا أكثر تكلفة لقياس الرطوبة من التقنيات الأخرى، مع وقت تعطل أقل وتكاليف إجمالية أقل للملكية.

عند مقارنتها بالطرق البديلة، تتمتع تقنية طيف امتصاص الليزر الثنائي القابل للضبط (TDLAS) بالعديد من المزايا لقياس الرطوبة. وعند مقارنتها بالطرق البديلة، فإن حساسيتها العالية وانتقائيتها وقوتها ونطاقها الديناميكي الواسع وطبيعتها غير التدخلية تجعلها الطريقة المفضلة لتحليل الرطوبة بدقة وموثوقية عبر مجموعة متنوعة من القطاعات.

من خلال الاستفادة من مفاهيم التحليل الطيفي للامتصاص وتكنولوجيا الليزر، توفر أجهزة تحليل الغاز بتقنية التحليل الطيفي للامتصاص بالليزر الثنائي القابل للضبط (TDLAS) طريقة فعّالة لتحليل الغاز. لقد جعلت الحساسية العالية والانتقائية وقدرات القياس في الوقت الفعلي من أجهزة تحليل TDLAS أجهزة ثمينة في مجموعة متنوعة من الصناعات حيث يكون التحليل الدقيق للغاز أمرًا بالغ الأهمية. ومع تطور التكنولوجيا، أنظمة TDLAS وسوف يصبح للتقنيات الجديدة أهمية متزايدة في معالجة القضايا الصعبة في مجال الصحة العامة، وتحسين العمليات الصناعية، والرصد البيئي.

حلول تحليل الغاز الصناعي والانبعاثات البيئية

تستخدم أجهزة تحليل الغاز بالليزر من سلسلة ESE-LASER، والتي تعتمد على تقنية TDLAS، مجموعة متنوعة من تطبيقات التكنولوجيا الرئيسية المتطورة لتقديم حلول أجهزة عالية الأداء للعملاء الذين لديهم احتياجات اختبار مختلفة.

تكنولوجيا المسح الضوئي متعدد الخطوط

تعتمد هذه التقنية على تعديل الطول الموجي (WMS)، وهي تقنية تقليدية لمصدر ضوء الليزر. لتقليل تداخل الغاز في الخلفية، اختر نوع الليزر المناسب واستخدم نهج معالجة المسح متعدد الخطوط استنادًا إلى خصائص امتصاص الطيف لأجسام الاختبار المختلفة. يتقلب الغبار وبخار الماء

بصري طويل مسار تكنولوجيا الخلايا الغازية

يعد طول مسار امتصاص الغاز أكثر أهمية عند مراقبة التركيزات المنخفضة. غالبًا ما يستخدم جهاز اختبار الاستخلاص خلية Heliott المصممة خصيصًا، والتي قد تحقق مسارًا بصريًا للقياس يتراوح من ثلاثة إلى ثلاثين مترًا. يضمن التصميم الأمثل للهيكل المدمج كمية صغيرة من حجم تفريغ غرفة الهواء والاستقرار الحراري الجيد.

الكشف عن التوافقيات التكنولوجيا

يتم جمع التوافقي الثاني لإشارة الاختبار وتضخيمه باستخدام مضخم قفل رقمي بالكامل، والذي يعمل بشكل فعال على قمع الضوضاء ذات التردد المنخفض في القياس ويعزز حساسية الاختبار ومكافحة التداخل.

خاتمة

يعد جهاز تحليل الغاز بالليزر جهازًا مستخدمًا على نطاق واسع في العديد من المجالات لتحليل الغاز نظرًا لدقته وحساسيته وانتقائيته الاستثنائية. تنبع قدرته على الكشف الدقيق عن تركيز مكونات الغاز من أساسه في مفاهيم التحليل الطيفي بالليزر والامتصاص الضوئي. بالنسبة للعديد من التطبيقات، تعد أجهزة تحليل الغاز بالليزر هي الجهاز المفضل نظرًا لفوائدها المتميزة مقارنة بأنواع أخرى من أجهزة تحليل الغاز. لمزيد من المعلومات، يرجى زيارة www.esegas.com