BBK-200S激光氯化氫氣體分析儀

氯化氫，共價(jià)化合物，化學(xué)式為HCl，分子量為36.461，是一種無(wú)色、有刺激性、腐蝕性及窒息性的氣體，在濕空氣中強(qiáng)烈發(fā)煙 。一個(gè)氯化氫分子由一個(gè)氯原子和一個(gè)氫原子構(gòu)成，氯化氫易溶于水和酒精，也可溶于乙醚，其水溶液被稱為鹽酸，又稱氫氯酸。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下（0 °C，101.325 kPa），1體積水大約能溶解500體積氯化氫。氯化氫是一種重要的工業(yè)用化學(xué)物質(zhì)，用于制染料、香料、**、各種氯化物及腐蝕抑制劑等。此外，高純氯化氫氣體在電子工業(yè)中應(yīng)用廣泛，電子級(jí)氯化氫（純度≥99.999%）主要用于微電子工業(yè)中氣相拋光、外延和蝕刻等工藝，也可用于金屬冶煉，光導(dǎo)通訊及科學(xué)研究等領(lǐng)域。

氯化氫（HCl）是一種由氫氣和氯氣組成的雙原子無(wú)機(jī)氣體。在氣相中，它是一種腐蝕性無(wú)色氣體，具有強(qiáng)烈的刺激性氣味。HCl是從工業(yè)過(guò)程（化學(xué)制造、金屬酸洗、廢物焚燒、煤炭燃燒、生物質(zhì)燃燒、水泥窯等）以及意外釋放中排放的。它之所以受到監(jiān)管，是因?yàn)樗卸厩揖哂懈g性，在水分中會(huì)形成鹽酸，并導(dǎo)致酸沉積和材料損壞。

典型的測(cè)量需求：連續(xù)監(jiān)測(cè)煙氣中低ppm至百分比水平的HCl濃度、過(guò)程控制、泄漏檢測(cè)和環(huán)境合規(guī)性。通常需要快速響應(yīng)、高選擇性和對(duì)惡劣環(huán)境（顆粒物、高濕度、可變溫度和壓力）的魯棒性。

黛爾特（北京）科技有限公司的BBK-200S激光氯化氫氣體分析儀是基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜（TDLAS）技術(shù)原理，對(duì)1742nm波長(zhǎng)的HCL氣體吸收譜線進(jìn)行掃描分析，并結(jié)合數(shù)字化的鎖相放大器以及長(zhǎng)光程氣室等先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)氣體的濃度測(cè)量。為目前國(guó)際*先進(jìn)的氣體測(cè)量方法之一，該儀表具有靈敏度高響應(yīng)速度快不受背景氣體干擾以及非接觸測(cè)量等特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)HCL氣體**測(cè)量提供了可靠保證。

為什么選擇TDLAS技術(shù)用于HCl氯化氫氣體濃度？
高特異性：激光調(diào)諧到HCl振蕩線可提供分子特異性檢測(cè)，減少干擾。
快速：響應(yīng)時(shí)間從毫秒到秒不等，適用于瞬態(tài)過(guò)程監(jiān)控和泄漏檢測(cè)。
高靈敏度：通過(guò)適當(dāng)?shù)穆窂介L(zhǎng)度和檢測(cè)方法（直接吸收、波長(zhǎng)調(diào)制光譜-WMS或腔增強(qiáng)變體），可以實(shí)現(xiàn)ppm到ppb水平的檢測(cè)。
非消耗性和原位：光學(xué)探頭可以直接在流動(dòng)氣體中進(jìn)行測(cè)量，而無(wú)需試劑或取樣管線，因?yàn)檫@些試劑或取樣線路會(huì)導(dǎo)致延遲或損失。
堅(jiān)固性：通過(guò)適當(dāng)?shù)墓馐窂?、凈化窗口或光纖傳輸，光學(xué)系統(tǒng)可以耐受多塵或潮濕的環(huán)境。
HCl氯化氫的光譜考慮
管線選擇：選擇一條HCl吸收管線，其強(qiáng)度足以滿足所需的靈敏度，但在預(yù)期的*大濃度下不會(huì)飽和。還要選擇與其他物種（H2O、CO2、CO、NOx、碳?xì)浠衔铮┲丿B*小的線區(qū)域。典型選擇：3.4-3.7μm附近（*強(qiáng)譜線；需要帶間級(jí)聯(lián)激光器（ICL）或量子級(jí)聯(lián)激光器（QCL）等中紅外激光器）。
近紅外二極管激光器或DFB激光器（較弱，但在中紅外激光器不可用時(shí)有用）可訪問(wèn)1.27μm或1.74μm附近的泛音/組合波段。
壓力和溫度：線形（多普勒+碰撞展寬）和線強(qiáng)度取決于T和壓力。準(zhǔn)確的濃度檢索需要測(cè)量/了解氣體溫度和壓力，或者使用包括這些影響的擬合程序。
干擾：水蒸氣和其他吸收物種可能會(huì)重疊。盡可能使用無(wú)干擾的光譜窗口。使用多線擬合或參考通道進(jìn)行補(bǔ)償。
開放式路徑與提取式路徑：
開放路徑：梁穿過(guò)煙囪或管道；快速和*小的采樣，但會(huì)受到對(duì)準(zhǔn)、光束遮蔽和大氣湍流的影響。
萃取式（在線池）：將樣品抽入帶窗口的加熱測(cè)量池中；保護(hù)光學(xué)元件并簡(jiǎn)化校準(zhǔn)，但增加了延遲，需要樣品調(diào)節(jié)（過(guò)濾、加熱、濕度控制）。
光路選項(xiàng)：
單程單元：簡(jiǎn)單，路徑長(zhǎng)度L為物理長(zhǎng)度——靈敏度刻度為L(zhǎng)。
多次反射池（Herriot、White單元）：增加有效路徑長(zhǎng)度以提高靈敏度（相當(dāng)于數(shù)十至數(shù)百米）。
腔增強(qiáng)方法（CRDS、ICOS）使用高精細(xì)度腔來(lái)實(shí)現(xiàn)非常長(zhǎng)的有效路徑長(zhǎng)度和ppb靈敏度，但需要更復(fù)雜的光學(xué)和對(duì)準(zhǔn)。
檢測(cè)技術(shù)：
直接吸收：測(cè)量部分吸收；*簡(jiǎn)單但在存在強(qiáng)度噪聲的情況下不太敏感。
波長(zhǎng)調(diào)制光譜（WMS）/二次諧波檢測(cè)（2f）：激光波長(zhǎng)調(diào)制；鎖定檢測(cè)提高了靈敏度，并抑制了低頻噪聲和基線漂移。
調(diào)頻（FM）和腔體增強(qiáng)型變體可實(shí)現(xiàn)*高靈敏度。
實(shí)用的設(shè)計(jì)和校準(zhǔn)點(diǎn)
激光器選擇：選擇波長(zhǎng)區(qū)域（中紅外與近紅外），平衡線路強(qiáng)度、干擾、可用激光器、成本和環(huán)境魯棒性。
光學(xué)窗口和材料：HCl具有腐蝕性——選擇能夠耐受酸性冷凝物的窗口材料和密封件，并選擇加熱光學(xué)元件或凈化系統(tǒng)，以避免冷凝/腐蝕。
取樣和調(diào)節(jié)：如果是萃取性的，確保加熱的管線/電池，以防止HCl冷凝，過(guò)濾顆粒，并盡量減少壁吸附（HCl可以吸附到表面）。
溫度/壓力測(cè)量：包括傳感器或擬合光譜線形狀以推斷T和壓力；這里的誤差直接影響濃度精度。
校準(zhǔn)：如果光譜參數(shù)準(zhǔn)確且溫度/壓力已知，TDLAS通常被認(rèn)為是固有校準(zhǔn)的。然而，實(shí)際系統(tǒng)仍然需要使用參考?xì)怏w混合物或量程檢查進(jìn)行驗(yàn)證/校準(zhǔn)，以考慮光學(xué)損失、窗口污染或系統(tǒng)偏差。
定期的零點(diǎn)/量程檢查和自動(dòng)診斷可提高長(zhǎng)期準(zhǔn)確性。
數(shù)據(jù)分析：將測(cè)量的線形擬合到建模的Voigt（多普勒+碰撞）輪廓，或在WMS中提取2f/1f振幅，并使用預(yù)校準(zhǔn)因子進(jìn)行轉(zhuǎn)換。先進(jìn)的處理可以補(bǔ)償基線漂移、標(biāo)準(zhǔn)具和激光強(qiáng)度變化。

HCl具有腐蝕性，與水分接觸會(huì)形成鹽酸。暴露在工藝氣體中的儀表應(yīng)使用耐腐蝕材料（具有適當(dāng)涂層的不銹鋼、PTFE、藍(lán)寶石/CaF2窗口（如兼容）），并提供冷凝水管理、窗口吹掃和人員**措施。

• 光譜多線掃描，不受水分干擾
• 免標(biāo)定設(shè)計(jì)，維護(hù)簡(jiǎn)單，使用成本低

• 垃圾焚燒發(fā)電
• 醫(yī)廢焚燒處理
• 水泥廠垃圾協(xié)調(diào)處理
• 醫(yī)藥化工工藝控制

黛爾特（北京）科技有限公司的BBK-200S激光氯化氫氣體分析儀是基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜（TDLAS）技術(shù)原理，BBK-200S 系列激光氣體分析儀采用了一體式原位抽取測(cè)量的方法，將高溫取樣探頭和高溫檢測(cè)池集成一體。穩(wěn)定的高溫檢測(cè)光池結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了高精度的氣體檢測(cè)。該系統(tǒng)"小“而"精“，不受安裝點(diǎn)和工況條件的限制，測(cè)量的靈敏度和分辨率非常精準(zhǔn)。適用于多種應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)，也可根據(jù)客戶要求實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)氣體的多點(diǎn)測(cè)量。

激光氯化氫分析儀是一種基于激光光譜技術(shù)的氣體濃度檢測(cè)儀器，主要用于工業(yè)過(guò)程和環(huán)境中氯化氫(HCl)氣體的在線監(jiān)測(cè)。其核心技術(shù)原理主要基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜(TDLAS)技術(shù)，部分設(shè)備可能采用光聲光譜(PAS)技術(shù)。以下是其技術(shù)原理的詳細(xì)說(shuō)明：

核心技術(shù)原理

1. 可調(diào)諧二極管激光吸收光譜(TDLAS)技術(shù)

TDLAS是Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy的簡(jiǎn)稱，該技術(shù)利用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的窄線寬和波長(zhǎng)隨注入電流改變的特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體分子單個(gè)或幾個(gè)距離很近的吸收線進(jìn)行**測(cè)量。

?工作流程?：

1. ?激光發(fā)射與調(diào)諧?：

   • 激光器發(fā)射特定波長(zhǎng)的窄帶單色激光，該波長(zhǎng)**匹配氯化氫分子的吸收峰(通常在3-4μm中紅外波段)。
   • 激光波長(zhǎng)可快速調(diào)諧，以適應(yīng)不同測(cè)量需求17。

2. ?氣體吸收過(guò)程?：

   • 激光穿過(guò)待測(cè)氣體樣品時(shí)，氯化氫分子選擇性地吸收特定波長(zhǎng)的激光能量。
   • 吸收程度與氯化氫濃度成正比，遵循朗伯-比爾定律(Beer-Lambert Law)17。

3. ?信號(hào)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換?：

   • 探測(cè)器測(cè)量通過(guò)氣體后的激光強(qiáng)度衰減。
   • 光電探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，放大后送入信號(hào)處理系統(tǒng)17。

4. ?濃度計(jì)算?：

• 根據(jù)朗伯-比爾定律：I = I?e^(-αCL)
  • I：透射光強(qiáng)度
  • I?：入射光強(qiáng)度
  • α：吸收系數(shù)
  • C：氣體濃度
  • L：光程長(zhǎng)度
• 通過(guò)測(cè)量I/I?比值，可計(jì)算出氣體濃度。

TDLAS（可調(diào)諧二極管激光吸收光譜）氣體分析儀是一種先進(jìn)的儀器，用于對(duì)各種應(yīng)用中的氣體進(jìn)行**和選擇性分析。他們利用激光技術(shù)來(lái)測(cè)量目標(biāo)氣體對(duì)特定波長(zhǎng)光的吸收。以下是一些通常與TDLAS氣體分析儀相關(guān)的組件和配件：
1.激光源：TDLAS氣體分析儀采用激光二極管作為光源。激光器發(fā)射與目標(biāo)氣體的吸收特性相對(duì)應(yīng)的特定波長(zhǎng)的光?？梢哉{(diào)整波長(zhǎng)以匹配感興趣氣體的吸收線，從而實(shí)現(xiàn)高度選擇性的測(cè)量。
2.氣室：氣室是一個(gè)封閉的腔室，氣體樣品通過(guò)其中。它旨在優(yōu)化激光束和氣體分子之間的相互作用。氣室可以配備鏡子或其他光學(xué)元件，以增強(qiáng)激光吸收并提高測(cè)量靈敏度。
3.光電探測(cè)器：光電探測(cè)器用于測(cè)量穿過(guò)氣室的光的強(qiáng)度。它檢測(cè)被目標(biāo)氣體吸收的激光量。光電探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為可以進(jìn)一步處理和分析的電信號(hào)。
4.光學(xué)系統(tǒng)：光學(xué)系統(tǒng)由透鏡、鏡子和分束器組成，將激光束引導(dǎo)通過(guò)氣室并到達(dá)光電探測(cè)器。它確保激光束的正確對(duì)準(zhǔn)和聚焦，*大限度地提高與氣體樣品的相互作用。
5.信號(hào)處理和電子學(xué)：TDLAS氣體分析儀包括用于數(shù)據(jù)采集、信號(hào)放大和分析的信號(hào)處理和電子元件。這些組件可能包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、放大器、濾波器和微處理器，用于將光電探測(cè)器信號(hào)轉(zhuǎn)換為有意義的氣體濃度測(cè)量值。