1、测量原理

ND-H2S09抽取式隔爆激光气体分析系统将可调谐二极管激光吸收光谱技术（TDLAS）和多反长光程技术完美结合，采用差分测量技术算法，提升检测灵敏度，为钢厂精脱硫工艺微量H₂S气体在线监测提供最佳解决方案。

系统采用可调谐二极管激光吸收光谱技术（TDLAS）进行气体的测量，以可调谐激光器作为光源，发射出特定波长激光束，穿过待测气体，通过探测器接收端将光信号转换成电信号，通过分析因被测气体中气体分子吸收导致的激光光强衰减，实现高灵敏快速精确监测气体浓度。可调二极管激光吸收光谱技术可以分为两类：直接吸收光谱技术和波长调制吸收光谱技术，本系统采用波长调制吸收光谱技术，见图2，在激光器的锯齿波驱动电流上叠加高频调制正弦信号，探测到的信号经过锁相放大后解调出二次谐波信号，以计算气体的浓度信息，与直接吸收光谱技术相比，波长调制技术提高了检测精度及灵敏度，测量、计算在高频域，不受低频（例如：振动、低频电磁干扰）的噪声影响，仪表的稳定性更高。

系统采用多次反射气室技术，光通过入射孔窗口进入气室，在气室内部的镜片进行多次折返，使得光程长度可达40米~100米，对于微量H₂S测量长光程是必要的。

系统流路设计有H₂S吸附装置，差分光谱算法进行计算时，将在样气经过吸附装置进入气室时的波形作为背景，样气直接进入气室的波形与背景进行差分，进步提高系统的信噪比，提高系统检测精度。

2、产品组成

ND-H2S09抽取式隔爆激光气体分析系统取样控制单元、激光气体分析仪、防爆电气控制柜组成。

图2 ND-H2S09抽取式隔爆激光气体分析系统

2.1 取样控制单元

取样控制单元包括取样探头、管线、样气控制组件

2.2 激光气体分析仪

激光气体分析仪由仪表、多反长光程气室组成。

仪表基于ARM Cortex内核的CPU做为主要处理器，具有实时性强、数字信号处理能力强、低功耗、集成程度高的优点，同时数据处理单元具有锁相放大电路，该电路可以从干扰强度极大的环境中检测并提取信号，特别适合于具有大干扰源或微弱信号的提取。

多反长光程气室包括精密光机结构、反射镜，主要包括发射光的准直，反射光的聚焦探测，安装在发射、接收单元的五轴调节结构，激光器输出光束通过分光器分光，分光后分别连接到标定气室、准直器，测量光准直后进入气室。

发射光的准直：将激光器发射的光转换成平行光。

反射光的聚焦探测：将气室出射光聚焦至探测器，探测器进行光电转换，转换成电信号，接入到数据处理单元进行解调，微弱信号提取，计算浓度信息，分析仪同时采集左右两侧的探测信号进行浓度分析。

标定气室：密封标准物质，用于分析仪的自动标定及激光器实时波长锁定。

2.3 防爆电气控制柜

3、技术指标

ND-H2S09抽取式隔爆激光气体分析系统规格和技术参数表

4、技术特点及优势

（1）测量精度高

ND-H2S09抽取式隔爆激光气体分析系统采用波长调制吸收光谱技术+长光程+差分光谱算法的技术路线，提高了检测精度及灵敏度，测量、计算在高频域，不受低频（例如：振动、低频电磁干扰）的噪声影响。

（3）分析仪无漂移，避免了定期校正需要

ND-H2S09抽取式隔爆激光气体分析系统内部设计有标定气室，用于设备自动标定及实时的气体吸收谱线锁定，设备通过该气室自动标定，无需人为定期标定。同时测量时进行实时动态补偿，使测量不受温度、压力以及环境变化的影响，不存在漂移现象。

（4）抗干扰能力强

ND-H2S09抽取式隔爆激光气体分析系统主机壳体（屏蔽壳）采用双层屏蔽盖结构，该结构适用于强电磁场环境可以进一步提高屏蔽的效能，屏蔽盒的接缝缝隙处使用电磁密封衬垫保持缝隙处的导电的连续性，从而保证设备的抗干扰能力。

（5）低维护成本

目前H₂S在线监测设备普遍存在维护成本高、耗材消耗量大的缺点，ND-H2S09抽取式隔爆激光气体分析系统使用时无耗材，极大的降低了运行维护的工作亮，降低了维护成本。

（6）分析仪自检及自恢复功能

ND-H2S09抽取式隔爆激光气体分析系统带有智能自检及自恢复功能，软件可以自动探测分析仪的测量异常状态，可以通过自检及自恢复，使分析仪重新恢复最佳工作状态。