光学组件

光学组件支持了IRLAM优越的性能

通过独特的光学组件结构设计,IRLAM 具有灵敏度高、抗感染强、体积小巧和高稳定性的特点。

红外分析仪的光学系统由红外光源、气体吸收池和传感器组成。在这些组成当中,IRLAM 的光学系统采用了 HORIBA 最新开发的作为红外光源的量子级联激光器和作为气体吸收池的赫里奥特气体吸收池(多次反射吸收池)。为了制造性能更加优越的分析仪,对 IRLAM 的光学系统公司内部进行了高技术水平的设计和高标准质量控制的生产。

Basic configuration of the optical system of IRLAM analyzer

                                                                                   IRLAM分析仪光学系统的基本机构

QCL:公司内部制造的专业于气体的分激光器

许多气体在光谱的中红外区域具有很强的吸收。量子级联激光器,被广泛认可为最适合气体分析的光源完全可以发射中红外区的红外光。由于QCL光源的发射波长范围非常窄,使只有目标气体才有吸收成为可能,从而避免干扰气体的影响。

因此QCL可以比其它光源具有更高的精度和灵敏度。QCL可以改变震荡波长并且可以根据组成激光器元件的半导体薄膜的结构自由设计,由于震荡波长的改变主要依赖于激光器元件的温度,所以通过内置在组件中的帕尔贴元件精确控制温度,QCL能够获得更精确的目标波长震荡。

被测气体成分和测试条件根据客户要求会发生变化。由于HORIBA研发和制造的QCL在每个应用内部可以获得最优的震荡波长,因此针对各种不同的需求可以灵活提供最优的气体分析仪。

HORIBA的QCL根据气体检测需求进行专业化设计,并且具有独特的创新(专利申请中)用以减少光学干扰噪声和由于环境温度改变导致的震荡波长漂移,这是激光气体分析仪所独有的特色。   

QCL 元件

QCL 模块

赫里奥特吸收池: 用于高灵敏度分析的长光路

气体吸收量的增加与通过气室的红外光的光路长度(光所经过的距离)成比例。光路长度越长,测量就越敏感,因此可以测量的气体浓度就越低。

                                                                          光路长度和信号幅度之间的关系

IRLAM 赫里奥特吸收池,是两个凹面镜相对排列。利用激光的强度和长距离直线传播的特性,通过在两个镜子之间多次反射激光,可以获得超过5米的光路长度,同时,通过设计镜子的设计,可以使气室变小(专利(美国专利号:10551299))。

HORIBA 的赫里奥特吸收池由于其紧凑的设计而提高了响应速度,即使在气体流速较低的情况下也能进行高速测量。同时,由于其坚固的设计可以抵抗振动和冲击,可以预期其应用范围很广,包括需要便携性和快速响应的领域。

 赫里奥特吸收池内的基本结构

赫里奥特吸收池的外观

IRLAM 概述

浓度计算

应用领域

IRLAM开发者专栏2--背后的故事

65年来,HORIBA 不断完善其红外气体分析技术,即非分散红外吸收法(NDIR),并向全世界提供高精度的气体分析仪。然而,随着近年来环境标准的收紧和工业的日益成熟,对气体分析仪的性能要求也越来越多样化,仅靠 NDIR 技术已经很难满足客户的需求。这就是我们关注 QCL 的原因:它有可能创造出比传统 NDIR 的精度高一个数量级的分析仪。我们认为它一定是能够突破限制的技术。

首先,HORIBA 开始将这种 QCL 提供给内部生产;它决定必须自由调整 QCL 的振荡波长,以支持HORIBA 提供的各种气体分析仪,我们别无选择,只能内部生产。事实上,HORIBA 已经自己生产了气动检测器和光学过滤器,这些都是影响 NDIR 性能的最重要的部件。我们决定接受 "在内部制造核心部件 "的精神,这也是 HORIBA 能够向世界提供高质量分析仪的原因之一,在 QCL 方面也是如此。QCL 需要先进的半导体制造设备和制造技术,必须从头开始创造。当 QCL 的原型在经过一番努力后第一次发光时,那种兴奋感油然而生。大约10年后,我们利用 QCL 完成了一项新的红外气体分析技术,即 IRLAM 。

除了作为光源的 QCL 之外,IRLAM 的关键部件是一个专用的赫里奥特吸收池,它创造了一个长的光路长度。这个独特的赫里奥特吸收池也是内部设计的。为了提高响应时间,细胞内的体积被做得尽可能小。有了 IRLAM 技术的三大支柱,即 QCL、赫里奥特吸收池和浓度计算算法,这项气体分析技术有望为 IRLAM 气体分析的未来带来极高的潜力。

留言咨询

如您有任何疑问,请在此留下详细需求信息,我们将竭诚为您服务。