TDLAS在甲烷检测中的应用简介

如何检测气体

甲烷是一种易燃易爆气体，是天然气、煤气和沼气的主要成分。瓦斯是煤矿安全的首要灾害。日常生活中使用的天然气也是一个潜在的安全隐患。中国城市燃气协会安全管理工作委员会发布的《2021年全国燃气事故分析报告》显示，全国共发生天然气事故455起。目前常用的甲烷气体传感器分为电学和光学两大类。电式甲烷气体传感器是基于催化燃烧元件、半导体气体传感器、电化学传感器等。这类电式气体传感器灵敏度高，适用于多种可燃气体，但最致命的弱点是需要用电，会产生火花、中毒，而且经常需要校准。另一种是TDLAS。激光扫描遥测装置采用激光光谱吸收技术，测量气体泄漏距离可达100米。该装置响应速度快，灵敏度高，检测精度高，气体选择性好，抗其他气体或水蒸气干扰能力强。

什么TDLAS

可调谐二极管激光吸收光谱（TDLAS，有时被称为TDLS， TLS或TLAS）是一种使用可调谐二极管激光器和激光吸收光谱法测量气体混合物中某些物质（如甲烷，水蒸气等）浓度的技术。TDLAS相对于其他浓度测量技术的优势在于它能够达到非常低的检测限（ppb数量级）。除浓度外，还可以测定被观察气体的温度、压力、速度和质量通量。TDLAS是迄今为止最常用的激光吸收技术，用于气相中物质的定量评估。

TDLAS技术的优势

激光扫描气体检测仪环境适应性强，无氧环境，寿命长，不中毒，无需标准校准。但是，激光云台主机必须放置在工位内，需要电力，本质上不安全。为了区分主机和有甲烷气体的工作站，研制了一种利用光纤传输激光的甲烷气体监测装置。远离甲烷气体的监测主机发射的激光通过光纤传输到气体监测点，利用光纤气体箱中的光纤准直器将光束扩展到空气中一定距离，与甲烷气体相互作用。激光的其余部分被耦合到光纤中，并通过光纤气箱中的另一个光纤准直器传输回监控主机。该装置利用TDLAS原理对返回的激光进行分析处理，得到甲烷气体的浓度[6]。本文介绍了光纤激光气体监测装置的原理、组成和组网，并给出了实际应用。光纤激光甲烷气体监测装置可广泛应用于加油站、石油石化、炼油厂、化工厂、冶金、电力工业等可能产生甲烷气体的场所。该装置可灵活联网，满足现场要求，甲烷检测限100ppm，定量范围100000ppm。

BLV BL-CH4无人机甲烷探测器是一种基于无人机的传感器，采用TDLAS技术。这是一种高精度、高效率的检测CH4的方法。

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