一，   檢(jiǎn)測甲(jiǎ)烷(wán)氣體(tǐ)濃度(dù)含(hán)量的(dí)意(yì)義(yì)

隨(suí)著國民(mín)經(jīng)濟(jì)的(dí)不斷發(fā)展，對煤炭的需(xū)求也與日俱增(zēng)，在(zài)保證(zhèng)采礦業順利進(jìn)行時，安全(quán)是(shì)非常重要的
。近年來，我(wǒ)國(guó)煤(méi)礦多次發生井下(xià)瓦(wǎ)斯(sī)事故(gù)
。瓦斯的主(zhǔ)要(yào)成(chéng)分是甲烷(wán)（CH4），約占(zhān)83-89%,它是在(zài)成煤(méi)過程(chéng)中形(xíng)成(chéng)並儲存(cún)於(yú)煤層中的(dí)氣體
。甲(jiǎ)烷氣體(tǐ)無色，無味(wèi)，無嗅,它(tā)本(běn)身無毒,對人體(tǐ)的主(zhǔ)要(yào)危(wēi)害是(shì)超(chāo)限時(shí)能引(yǐn)起人窒(zhì)息(xī)死(sǐ)亡，但(dàn)它具(jù)有(yǒu)易(yì)燃，易(yì)爆等(děng)特(tè)點，與(yǔ)空氣混合達到(dào)一(yī)定(dìng)濃度(dù)後，遇高(gāo)溫火(huǒ)源引起(qǐ)燃(rán)燒或(huò)爆(bào)炸(zhà)
。歷(lì)史(shǐ)上，作(zuò)為煤礦事故(gù)的主(zhǔ)要原(yuán)因之一的甲烷爆炸事件(jiàn)頻繁(fán)發生(shēng)，造(zào)成了重大傷(shāng)亡和(hé)經濟損(sǔn)失，教訓深刻
。因此,為避(bì)免煤礦事(shì)故的發生(shēng)，井下氣(qì)體(tǐ)的(dí)檢(jiǎn)測非常重要
。

二(èr)，常見的(dí)檢(jiǎn)測甲烷氣(qì)體濃(nóng)度(dù)的(dí)測量方法(fǎ)

市(shì)麵上(shàng)常見的(dí)檢測甲烷(wán)氣(qì)體濃度(dù)的測(cè)量方(fāng)法有：載體催(cuī)化型(xíng)，光幹(gān)涉型，熱導型(xíng)和紅(hóng)外光譜吸收型
。前三種(zhǒng)為傳(chuán)統(tǒng)甲烷傳(chuán)感器(qì)，檢(jiǎn)測精度低，且檢測(cè)範圍窄，難(nán)以(yǐ)檢測高濃度(dù)的甲烷
。同(tóng)時(shí)，由於(yú)傳感(gǎn)器的一(yī)致性(xìng)，穩定(dìng)性(xìng)差，需(xū)要經(jīng)常(cháng)校(xiào)準，使用(yòng)不便且維護成本高(gāo)
。

第(dì)四種(zhǒng)為(wéi)紅(hóng)外(wài)吸(xī)收(shōu)光(guāng)譜(pǔ)檢(jiǎn)測技術(shù)，主要技術(shù)包括非(fēi)色散紅外（NDIR），激光式（TDLAS）
。其中，TDLAS技(jì)術采(cǎi)用(yòng)了半(bàn)導(dǎo)體(tǐ)激(jī)光光源(yuán)，MHz級別的光譜綫(xiàn)寬遠小於(yú)待測(cè)氣體單(dān)根吸收譜綫的綫寬(kuān)，頻率掃(sǎo)描範(fàn)圍(wéi)可避開其他氣(qì)體(tǐ)吸(xī)收(shōu)譜綫，有效(xiào)避免(miǎn)交叉幹(gān)擾，不會對(duì)其它氣體產(chǎn)生誤報(bào)，而傳(chuán)統(tǒng)NDIR紅(hóng)外(wài)光(guāng)源的(dí)綫寬(kuān)則(zé)達到數百GHz
。該(gāi)項技術(shù)於(yú)2018年前後批量應用(yòng)於燃氣(qì)閥井的甲烷(wán)泄漏(lòu)監(jiān)測，屬於(yú)最(zuì)新(xīn)一代(dài)的甲(jiǎ)烷泄(xiè)漏監(jiān)測技(jì)術
。

三，激(jī)光甲烷(wán)遙測儀的(dí)工(gōng)作原(yuán)理(lǐ)

基(jī)於(yú)可(kě)調諧(xié)半(bàn)導體激(jī)光(guāng)吸(xī)收(shōu)光譜技術（TDLAS）原(yuán)理，每種(zhǒng)氣體(tǐ)分子都會吸收特定(dìng)波(bō)長的(dí)光
。當一束(shù)激(jī)光(guāng)穿過氣團(tuán)後，輸出(chū)光將會減弱或(huò)者損失(shī)部分(fēn)能(néng)量(liáng)
。在光譜學(xué)上通(tōng)過分析某(mǒu)種氣(qì)體(tǐ)特(tè)定(dìng)吸收(shōu)譜綫(xiàn)對(duì)光的吸(xī)收程度，計算出該(gāi)氣(qì)體(tǐ)的濃(nóng)度(dù)
。這(zhè)種吸收(shōu)不受(shòu)溫度(dù)濕(shī)度(dù)壓力(lì)等環境(jìng)影(yǐng)響，因(yīn)而具有高(gāo)度的(dí)穩定(dìng)性，可(kě)用於(yú)甲烷(wán)（CH4），乙烯（C2H4），一(yī)氧化碳(tàn)（CO），氨(ān)氣（NH3）等氣體探(tàn)測
。

四，   激光甲烷(wán)遙(yáo)測儀的結(jié)構組成

激(jī)光(guāng)甲烷氣(qì)體(tǐ)遙測儀，包(bāo)括用(yòng)於發(fā)射(shè)激光和(hé)接收(shōu)反(fǎn)射(shè)偏轉光(guāng)的光機(jī)係統(tǒng)，用於檢測分析(xī)激(jī)光(guāng)吸(xī)收量的信號(hào)處(chǔ)理(lǐ)係統，用於(yú)預警甲(jiǎ)烷濃度超標的顯示(shì)報(bào)警係統(tǒng)以及殼(ké)體(tǐ)組件
。

通過(guò)向(xiàng)目(mù)標點（氣體(tǐ)管(guǎn)道(dào)，天花(huā)板，牆體，地板，地麵等(děng)）發射激(jī)光(guāng)束，然(rán)後(hòu)檢(jiǎn)測(cè)從(cóng)目標(biāo)點被反射回(huí)來(lái)的激光束的輻射數(shù)值，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理係統來(lái)判斷被(bèi)測(cè)試環(huán)境中(zhōng)是否有(yǒu)氣體泄漏，並(bìng)將(jiāng)氣(qì)體濃度以ppm-m或%vol.為單位(wèi)顯示在遙(yáo)測(cè)儀(yí)中(zhōng)
。在使用時，隻需將激(jī)光光束(shù)指(zhǐ)向(xiàng)待(dài)測目標(biāo)上(shàng)，用戶(hù)無需進入到(dào)待(dài)測管道所(suǒ)在(zài)的潛在危險區域(yù)
。

五，如何為(wéi)激(jī)光(guāng)甲(jiǎ)烷遙測(cè)儀(yí)選(xuǎn)擇合(hé)適(shì)的器(qì)件

北京卓立漢光(guāng)長(cháng)期以來一(yī)直(zhí)專(zhuān)注於激光(guāng)光(guāng)譜學在中國市(shì)場(cháng)的應用(yòng)，經(jīng)過二十多年(nián)的耕耘(yún)，我們可(kě)以為客戶(hù)提供多款(kuǎn)采用TDLAS技(jì)術(shù)進行(háng)甲烷(wán)氣體檢測的(dí)產品(pǐn)
。

DFB（Distribution Feedback Laser）激光(guāng)器

DFB（Distribution Feedback Laser）激光器(qì)是目(mù)前市麵上TDLAS係(xì)統中(zhōng)最(zuì)常見的激(jī)光(guāng)器(qì)，它作為發射光(guāng)源，具(jù)有(yǒu)優秀(xiù)的單色(sè)性(xìng)和窄(zhǎi)綫(xiàn)寬(kuān)，以(yǐ)及出色的靈敏性和準(zhǔn)確度(dù)
。

如下列表是(shì)中(zhōng)心(xīn)波(bō)長為(wéi)1653.7nm的DM激光器的主要參數
。

部(bù)分典(diǎn)型MD激(jī)光器(qì)的(dí)列(liè)表(biǎo)如下(xià)                                

InGaAs紅外探測(cè)器(qì)

高性(xìng)能InGaAs紅外探測器(qì)具(jù)有(yǒu)快速的響應(yīng)時間，出色的靈敏度(dù)和長期的可(kě)靠(kào)性(xìng)
。根(gēn)據(jù)In，Ga，As三種元素(sù)的比(bǐ)例不同，探測器有(yǒu)四種截止(zhǐ)選擇，分(fēn)別(bié)為1.9µm, 2.2µm,2.4µm和(hé)2.6µm，為客戶的不(bù)同應(yīng)用(yòng)提供最(zuì)合適的產品
。

高性(xìng)能(néng)InGaAs紅外探測(cè)器有(yǒu)非製(zhì)冷(lěng)和(hé)半(bàn)導體製(zhì)冷(lěng)兩種溫(wēn)度控製模式可選(xuǎn)
。探(tàn)測(cè)器內置熱電冷卻(què)器（TEC）,將溫度(dù)控製(zhì)在(zài)-80℃至-20℃，極大(dà)降低(dī)了熱(rè)噪聲和背景輻(fú)射(shè)對輸(shū)出信號(hào)的影(yǐng)響(xiǎng)
。同時，內部一體(tǐ)化集成低噪(zào)聲(shēng)前(qián)置(zhì)運放(fàng)+溫度(dù)控製單元，使(shǐ)其在(zài)保證高(gāo)靈敏度和(hé)響(xiǎng)應(yīng)時間的同(tóng)時(shí)，具(jù)有高穩定(dìng)性和高(gāo)信噪比，能有(yǒu)效(xiào)屏(píng)蔽電(diàn)磁幹(gān)擾，結構緊湊(còu)，方便(biàn)操作(zuò)，廣泛(fàn)應用(yòng)於(yú)環(huán)境(jìng)監(jiān)測，溫度(dù)測量(liáng)，安全(quán)監測(cè)，醫療(liáo)分析，工業(yè)控製(zhì)等(děng)領(lǐng)域
。

 


主要InGaAs紅外探測(cè)器選(xuǎn)型表(biǎo)