您好, 歡迎來到化工儀器網
6
光譜技術革命：如何通過OF-CEAS、CRDS、TDLAS和FTIR實現精準氣體檢測
光譜技術在氣體檢測領域有著廣泛的應用，其中OF-CEAS（光學反饋腔增強吸收光譜技術）、CRDS（光腔衰蕩光譜技術）和TDLAS（可調諧半導體激光吸收光譜技術）是三種各具特色的主要技術。它們在不同的應用場景中展現不同的優勢。
OF-CEAS（光學反饋腔增強吸收光譜技術）
OF-CEAS技術基于光學反饋效應，通過將激光頻率鎖定到腔模頻率上，提高了激光與腔的耦合效率。該技術通過在腔鏡之間的多次反射來增加光與氣體介質的作用路徑，從而提升探測靈敏度。
優勢
l 高靈敏度：通過光學反饋提高了探測效率。
l 激光-腔耦合效率高：提升了系統的穩定性。
l 激光線寬壓窄：實現了高效的腔模輸出。
CRDS（光腔衰蕩光譜技術）
CRDS技術是一種非常靈敏的光譜方法，用于探測樣品的絕對光學消光，包括光的散射和吸收。它能夠在萬億分之一的水平上確定樣品的摩爾分數。
優勢
l 高靈敏度：適合極低濃度氣體的檢測。
l 免疫激光光強波動：不受激光強度波動影響。
l 寬光譜范圍：可用于多種波長范圍的應用。
l 高速檢測：適用于快速反應過程的檢測。
l 無熒光需求：簡化了設備需求。
然而，CRDS技術受限于激光光源和高反射率反射鏡的可用性，且在某些波段應用較為困難，成本相對較高。
TDLAS（可調諧半導體激光吸收光譜技術）
代表品牌：海爾欣·昕甬智測
TDLAS技術利用可調諧半導體激光器的窄線寬和波長隨注入電流變化的特性，對分子的單個或幾個相近的吸收線進行測量。當激光波長與待測氣體分子的吸收線匹配時，氣體分子會吸收部分激光能量，通過檢測透射光強度的變化，計算出氣體濃度。
優勢
l 高靈敏度和高分辨率：能夠探測到極低濃度的氣體，并提供高精度的光譜分辨率。
l 快速響應：激光器的快速調諧能力使其適用于實時測量。
l 無干擾測量：窄線寬和高選擇性使TDLAS在復雜氣體環境中實現無干擾測量。
l 低成本和小型化：系統設計簡單，可以實現小型化和低成本。
l 多組分測量：可同時測量多種氣體的通量測量。
應用
寧波海爾欣·昕甬智測依托TDLAS技術的優勢，在精密氣體分析與測量領域不斷創新，為行業提供多領域的解決方案。
FTIR（傅里葉變換紅外光譜技術）
FTIR技術使用寬帶紅外光源和干涉儀記錄整個光譜，通過傅里葉變換獲得吸收譜，能夠同時檢測多種氣體，在溫室氣體監測中具有顯著的優勢：
l 高靈敏度和高分辨率：提供高信噪比和光譜分辨率，適合環境科學的實時在線分析。
l 寬光譜范圍：能夠同時監測多種溫室氣體。
l 快速和直接監測：可以快速、直接地進行環境氣體監測。
l 實時連續監測：建立實時連續的溫室氣體監測系統，對控制大氣污染意義重大。
l 高可靠性和準確性：在CO2、CH4和CO的監測中表現出高可靠性。
FTIR技術在溫室氣體監測中也存在一些挑戰，如受環境條件影響、設備要求高、可能的交叉吸收問題和技術復雜性等。
————————————————
知識點補充：
為什么FTIR通常與其他三種技術分開討論？
l 光源類型：FTIR使用的是寬帶紅外光源，而其他三種技術主要使用激光光源。激光技術一般在狹窄波段內高效工作，適合特定氣體成分的檢測。
l 應用范圍：FTIR能夠同時監測多種氣體成分，適合復雜樣品的分析，而激光光譜技術往往針對單一或少數特定氣體的高精度檢測。
l 技術機制：FTIR通過干涉儀獲得光譜數據，而OF-CEAS、CRDS、TDLAS等技術則是通過光與物質的特定相互作用進行測量。
l 靈敏度與分辨率：激光光譜技術通常具有更高的靈敏度和分辨率，適合痕量氣體的快速檢測，而FTIR則以其寬光譜覆蓋和多成分分析的能力見長。
綜上所述，FTIR與OF-CEAS、CRDS、TDLAS都屬于光譜技術，但由于它們的光源類型、應用范圍和技術機制不同，通常在不同的應用場景中體現出各自的優勢。在某些綜合應用中，FTIR與其他激光光譜技術可以互為補充，實現對復雜氣體環境的全面分析。