一.拉曼激光气体分析仪(RLGA)     在线分析测量工业过程气体成分含量，在世界工业领域中显得越来越重要。现场在线气体分析测量也是复杂工业过程和排放最重要的领域之一。特别是用户对低含量和高精度气体分析测量的需要，也要求气体分析仪制造商采用更新、更先进的技术。       为满足此需要，美国ARI公司研制开发了激光气体分析仪（RAMAN LASER GAS ANALYZER-LGA）。它是利用拉曼激光衍射原理专用于气体检测的一种仪器，而且是世界上拉曼激光衍射原理来检测气体的商业产品。使用简单、方便，适合各种复杂环境，不用考虑繁杂的过滤过程，仅需一根1/8“的不锈钢采样管，从样气源头到分析仪；基本上不用维护；他的核心部分是一个激光检测装置。其中的氦氖激光器将一束安全的、低功率激光射入到气体检测腔内，通过检测腔两端的反射镜不断进行反射，将功率放大1000倍左右。检测腔（APD）内有八个通孔，可同时分析八种气体成份，每个通孔装有一个滤光片,用来检测特定频率的光子,从而确定样气气体的组分。在滤光片的后面是光电感应器，将光信号转为电信号，从而得到相应气体组分的浓度信息。 1．1分析原理     1928年印度物理学家C·V·拉曼（RAMAN）证明当一束单频谱光通过某种物质时会发生扩散并产生一种对应于那种物质的频谱。拉曼发现频谱中的谱段可以准确地辨别被照射物质的化学成分。自1960 年以来，用激光产生的准确单一频谱光，使得众多的基于拉曼原理的科学与工业的频谱变为可能，用来检测和量化物质中的化学成分。

1．2内部构造     RLGA内部主要由激光检测装置和一台集成PC组成，如图4显示。检测装置将原始光电信号通过I/O板卡转换并传输到PC中进行处理，将经过处理的检测结果等数据通过监控软件显示并保存起来，这些数据文件能在Execl等数据处理软件中打开； RLGA的监控软件由Think & Do组态软件搭建，主界面上会显示RLGA的工作状态和检测结果等信息。进入相应的界面，还能对RLGA的各种运行参数进行修改设置。其功能包括：气体分析、零气标定、气体范围标定、各种气体的趋势记录、手动操作界面、I/O板的通道状态等。 分析仪内部组成部分：

• 激光检测装置：它是分析仪的心脏，主要由氦-氖激光管、反光镜、激光对准摇摆盘、光学器件、加热元件、二个雪崩光敏二极管模块、电源、干燥剂等组成（见图4）；
• 流量控制组合：包括采样泵、气体控制电路路板（流量和压力传感器）、滤波器等；
• 前面板：包括采样气入口和排气装置(见图2);
• 电源组合：包括电源滤波器、电源分配器；
• 基于Windows平台的PC机，输出包括串、并口 、网络、USB等等(见图4);
• 一套完整监控软件（见图5）；

1．3主要特点

• 能检测几乎所有过程气体
• 一台分析仪可同时测量8种过程气体
• 毫秒级响应时间
• ppm级检测精度
• 可集成全自动气体连续采样系统和标定系统
• 体积小，便于安装和操作
• 维护简单，只需定期清洗光学器件表面以及更换过滤器和干燥剂（周期六个月）；
• 使用寿命长，光学器件寿命在5年以上，一般7-8年；
• 只需要一根外径1/8”、内径1/16”、壁厚1/32”的不锈钢管，从采样点（采样探头）连接到分析仪入口，中间不用添加任何相关设备，适用背景气体复杂气体分析；

1．4激光气体分析仪常用气体检测范围、精度、反应时间 l        生物过程所监测气体和检测范围                       热化学所监测气体和检测范围

气体种类	量程范围
氮气-N2	50ppm-100%
水蒸气-H2O	10-50ppm-30%*
二氧化碳-CO2	25ppm-100%
碳氢化合物-CXHY	10-50ppm-100%
氧气-O2	50ppm-100%
氨气-NH3	10ppm-30%*
乙醇蒸气-C2H5OH	10ppm-30%
硫化氢-H2S	5-10ppm

气体种类	量程
氢气-H2	10-50ppm*
氮气-N2	50ppm
水蒸气-H2O	10-50ppm*
一氧化碳-CO	50ppm
碳氢化合物-CXHY	10-50ppm*
氧气-O2	50ppm
氨气-NH3	10-50ppm*
硫化氢-H2S	5-10ppm

                         *可选更高量程（100%）                                  *低值选择已限定，范围30%  

- 监测气体的精度:小于满量程0.25%。
- 仪器预热：小于10分钟。
- 反应时间：50毫秒可同时分析8种气体成分含量。

1.5 气体参数说明

- 采样气过滤器前端可承受0.68-0.83 Mpar(兆帕)；
- 光学器件保护气，氮气的入口压力为0-0.55Mpar（兆帕）；
- 反吹压力为0.5-0.7Mpar（兆帕）；
- 采样管线，从采样点到分析仪长度越短越好，限制30米以内；
- 采样气体没有温度要求；在温度低时，怕管道有凝结物影响管道畅通可用特殊保温装置（保温棉加伴热带，可以内装热电阻由监视器随时查看温度情况）；
- 介质气体有温度要求40℃左右，分析仪自动解决，不用人为干预；

1.6 分析仪的操作模式

RLGA有六种操作模式：预热、准备、自动采样、大气压检测模式、手动操作和手动标定。

预热：当介质温度低于40.6℃度，自动进入加热状态
准备：当有主要错误时，分析仪进入等待状态
自动采样：系统正常状态
大气压检测模式计：分析仪要知道当地大气压力以便将测量的湿度转换到露点温度， 每次持续20秒钟
手动操作和手动标定：计算机软件认可手动操作和手动标定

1.7 标定

    美国ARI公司所有生产的激光分析仪在出厂前在当地738mmHg大气压环境下标定的；一般当地大气压环境不满足这个条件，因此，用户在使用时要根据当地大气压环境重新标定（通上标气进行标定）；由于分析仪采用拉曼激光衍射原理技术，分析仪计算机服务软件自动完成全部在线标定任务。（也可以手动标定）

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