半导体激光气体分析仪产品介绍

目前已经上市的半导体激光气体分析仪产品有杭州聚光公司的LGA系列、德国西门子公司的LDS6、西克麦哈克公司的GM700、美国LGR公司的ICOS、挪威纳斯克公司的Laser GasII系列等。本章以杭州聚光公司的LGA系列产品为主进行介绍。

LGA-4100激光气体分析仪是一种非光纤型采用原位安装的激光气体分析产品，其结构和主要工作原理如图5.9所示。

图5.9　LGA-4100激光气体分析仪结构及工作原理

LGA-4100激光气体分析仪主要的功能单元包括有发射单元、接收单元、吹扫单元和连接单元。发射单元由分析控制模块、I/O模块、人机界面、激光器模块和光学模块（光学视窗和准直透镜）组成，主要负责半导体激光器的驱动、光谱数据分析、人机交互和I/O输出。接收单元由光电传感器、信号处理、光学模块（光学视窗和准直透镜）组成，主要负责接收和处理激光信号。(www.xing528.com)

发射和接收单元是分析仪的主要功能单元，其基本工作原理是由发射单元的控制模块对半导体激光器的工作温度和电流进行准确的控制，实现对被测气体吸收谱线的光谱扫描，它将探测激光射入被测环境，与测量气体发生光谱吸收反应，再经接收单元的光电传感器接收，并经过信号处理模块的信号调理、锁相放大之后，将光谱信号送至发射单元进行光谱计算，实现对气体浓度的测量。

为了实现高精度的测量，发射单元的I/O模块支持测量气体的温度、压力输入，通过配备相应的温度和压力测量装置，LGA-4100激光气体分析仪可实时获取被测气体的温度和压力变化，进行光谱分析，实现高精度测量。

发射单元和接收单元通过连接单元安装在现场被测气体管道上，连接单元由仪器法兰、焊接法兰、吹扫内筒和维护阀门组成。焊接法兰和吹扫内筒按一定光学要求焊接在过程管道上，形成测量光路。仪器法兰配合弹性密封件与焊接法兰连接，通过调节密封件的伸缩程度，可实现发射和接收光路的调节。

为了尽量减少用户维护工作量，LGA-4100激光气体分析仪还配有吹扫单元。通过接入吹扫气体（一般为不含有被测气体的保护性气体，如工业氮气），吹扫单元可对发射和接收单元光学视窗进行连续、稳定的吹扫保护，大大降低光学视窗被污染的可能性，同时由于LGA-4100激光气体分析仪具有很强的抗光学污染能力（一般视窗污染不影响测量），可使得LGA-4100激光气体分析仪具有维护周期长的特点。