TDLAS gasa hautemateko sistemetan, DFB (Iritzi banatua) laserra oinarrizko argi iturri gisa balio du. DFB laserrak lerro zabalera estuak, luzera bakarreko irteera, uhin-luzera egonkortasun handia eta doikuntza zehatza ditu. Haien igorpen-uhin-luzera helburuko gasaren xurgapen-lerroarekin zehaztasunez parekatu daiteke eta tenperaturaren edo disko-korrontearen bidez finkatu daiteke, xurgapen-gailurrean eskaneatu eta detektatzeko, eta aukera ezin hobea da gas industrialaren monitorizaziorako, ingurumen-analisirako eta ikerketa zientifikorako.
(1) DFB laserrak modu bakarreko laser izpi koherente bat igortzen du, xede-gasa xurgatzeko lerroarekin sintonizatuta dagoen uhin-luzera duena.
(2) Laser izpiak neurtu nahi den lagina duen gas-zelula batetik igarotzen da.
(3) Gasak laser-argiaren zati bat xurgatzen du bere uhin-luzera bereizgarrian, gainerako argia transmititzen den bitartean.
(4) Fotodetektagailu batek transmititutako edo islatutako argia harrapatzen du, seinale elektriko bihurtuz.
(5) Sistemak seinalea aztertzen du blokeo-detekzio, demodulazio edo Fourier transformazio algoritmoak erabiliz gas-kontzentrazioa Beer-Lambert legearen arabera kalkulatzeko.
|
Osagaia |
Funtzioaren deskribapena |
|
DFB laserra |
Line-zabalera estu-modu bakarreko laser iturri bat hornitzen du. Bere igorpen-uhin-luzera tenperatura-kontrolaren bidez sintonizatzen da xede-gasaren xurgapen-lerro bereizgarrian zehar eskaneatzeko, eta injekzio-korrontea maiztasun handian modulatzen da uhin-luzera-modulazio-espektroskopia (WMS) neurketetarako. |
|
Gas-zelula |
Helburuko gasa duen eta xurgapena neurtzeko ibilbide optikoko luzera definitua eskaintzen duen ganbera itxia. Aukerako tenperatura eta presioa kontrolatzeko moduluek neurketaren egonkortasuna hobetzen dute eta ingurumen-aldaerek eragindako erroreak murrizten dituzte. |
|
Fotodetektagailua (PD) |
Gasarekin elkarreragin ondoren seinale optikoa seinale elektriko bihurtzen du, gero anplifikazio, demodulazio eta kontzentrazioa aztertzeko. |
|
Beam Splitter/Zuntz optikoko akoplagailua |
Beam splitter espazio libreko sistema optiko batekin bat dator, eta zuntz-akoplagailua zuntz osoko konfiguraziora egokitzen den bitartean. Laserra erreferentzia eta neurketa bideetan banatzen du. Erreferentzia-seinalea laser potentziaren gorabeherak konpentsatzeko eta neurketaren zehaztasuna hobetzeko erabiltzen da (aukerakoa). |
|
Seinale Prozesatzeko Sistema |
Fotodetektagailuaren seinale ahulak anplifikatzen ditu eta uhin-luzera modulazioaren espektroskopia (WMS) demodulazioa egiten du, 1f/2f erauzketa harmonikoa barne, gasaren xurgapenaren informazioa lortzeko eta gasaren kontzentrazioa zehazteko. |
|
Ordenagailua/ Kontrol Sistema |
Sistemaren kontrola, parametroen konfigurazioa, datuak eskuratzea, seinalea prozesatzea, kontzentrazioa kalkulatzea, datuak biltegiratzea eta neurketen emaitzen denbora errealean bistaratzea eskaintzen ditu. |
760nm 10mW DFB Butterfly Laser Diodoa
1392nm 10mW DFB Butterfly Laser Diodoa
1683nm 10mW zuntz akoplatutako laserra
Potentzia handiko 1653.7nm 40mW DFB Butterfly Laser
1651nm DFB Zuntz Akoplatutako Laser Diodoa
1625nm DFB BTF laser diodoa
1567nm DFB tximeleta laser diodoa
1580nm DFB SM PM Laser Diodoa
Q1: DFB laserren zer uhin-luzera erabiltzen da normalean TDLAS-en?
A1:
|
|
Gasa |
Uhin-luzera (nm) |
|
1 |
CO2 |
1572.45 |
|
2 |
O2 |
760 |
|
3 |
CH4 |
1653 |
|
4 |
N2O |
1392/2257 |
|
5 |
CO |
1566 |
|
6 |
NH3 |
1512.2 |
|
7 |
SO2 |
7160 |
|
8 |
EZ |
1800/2650 |
|
9 |
H2S |
1574.5/1590 |
|
10 |
C3H8 |
3370 |
|
11 |
SF6 |
1576.3 |
|
12 |
C2H2 |
1531.64/1521 |
|
13 |
C2H4 |
1625.9 |
|
14 |
C2H6 |
1683.1 |
|
15 |
HCI |
1742 |
|
16 |
HF |
1278/1273 |
|
17 |
HCN |
1540 |
2.G.: DFB laserrak isolatzailerik behar al du?
A2: Isolatzaile optikoak gomendatzen dira zuntzetan oinarritutako TDLAS sistemetan edo atzeko islatze optiko handia duten konfigurazioetan. Hondar islak dauden espazio libreko konfigurazioetan ere onuragarriak izan daitezke. Isolatzaileak feedback optikoa kentzen du, moduen saltoa, maiztasunaren ezegonkortasuna eta irteerako potentziaren gorabeherak saihesten ditu, eta, horrela, modu bakarreko laser funtzionamendu egonkorra eta neurketaren oinarrizko egonkortasuna hobetzen ditu.
3.G.: Zergatik da DFB laserra TDLASentzako argi-iturri hobetsia FP edo VCSEL laserren ordez?
A3: DFB laserrek, Bragg sare integratuek, maiztasun bakarreko eta linea-zabalera estuaren igorpen egonkorra eskaintzen dute SMSR altuarekin (>35 dB) eta modurik gabeko sintonizazioarekin. Alderatuz, FP laserrek luzera anitzeko moduko igorpena eta uhin-luzeraren egonkortasun mugatua erakusten dute, eta VCSELek normalean behar diren xurgapen-ezaugarriak guztiz estaltzen ez dituen sintonizazio-eremu mugatua eskaintzen dute. DFB laserren garbitasun espektral eta sintonizazio-egonkortasunak nabarmen hobetzen du detekzio harmonikoa SNR, eta zehaztasun handiko WMS-TDLAS (1f/2f) gas sentsorerako hobetsitako argi-iturri bihurtuz.
4.G.: Zer pakete aukera daude eskuragarri TDLAS DFB laserretarako?
A4: Bi pakete nagusi:
①14 pin Butterfly paketea: TEC, NTC termistorea eta monitorearen fotodiodoa integratzen ditu, aukerako isolatzaile optiko batekin. Oso erabilia da tenperatura eta potentzia egonkortze zehatza eskatzen duten zehaztasun handiko zuntzekin akoplatutako TDLAS sistemetan.
②TO-can (TO5/TO46): espazio libreko edo kolimatutako irteerako konfigurazioetarako diseinatutako irtenbide trinkoa. Normalean ez du TEC kontrol integratua eta kanpoko tenperatura egonkortzea eska dezake. Kostuekiko sentikorrak diren eta miniaturizatutako gasak detektatzeko aplikazioetarako egokia da.
-
