气体污染检测

在许多工业生产中，废气的产生是必然的。它们往往成分复杂，既可能成为生产的安全隐患，又是大气环保的大敌之一。无论是想污染溯源，还是期望最后的针对性治理，监测都是第一环。在线气体监测系统，就是让污染环境的“小恶魔”无处遁形的利器，是否能拿下治理废气的“Frist Blood”，就看它的本事了。对于成分复杂的气体，光学的FT-IR法在在线监测中是比较常见的。其具备极高的精度，且可以保证监测气体种类的广泛性。同样是光学法，使用量子级联激光器（QCL）的红外气体分析法（QCLAS），也活跃在污染气体监测的前线。因为基于的是激光技术，因此相对FT-IR，在距离和定向性方面有更好的表现，可进行在更远距离下更精准范围的测量。 可惜的是受工艺限制，一直以来，每款QCL都有其特定的波长范围且较为狭窄，各自只能针对某几类气体。如果成分复杂且广泛，比如像VOC一类的气体，这种方法是不能实现同时的在线检测的。不同分子的气体都有其固定的、独有的特征吸收峰，我们根据这些吸收峰的位置进行识别，从而分辨出是哪种气体以及浓度大小，这些吸收峰我们也称之为“分子的指纹峰”，利用中红外光指纹峰来判断气体的种类和浓度，已经广泛地应用于气体测定中。 然而，下面这一个的巴掌大的“小小盒子”——波长外腔调谐量子级联激光器（QCL）模块，将改变这一现状。 滨松波长外腔调谐量子级联激光器（QCL）模块 L14890-09 波长调谐范围：7.84um~11.14umQCLAS能实现多种气体的同时监测了！ 波长外腔调谐量子级联激光器（QCL）模块L14890-09是滨松刚推出不久的一款新QCL产品。波长调谐范围在7.84um~11.14um，峰值功率为600mW（typ.），往返频扫（全范围调谐）频率达1.8KHz。 在中红外光谱应用上，相比较于传统的FT-IR方法，这个新型的QCL模块充分利用激光的定向能和宽频扫特性，可实现中红外光谱的远程、非接触式、高通量、高精度测量。在污染气体监测中，也就可以实现我们上面提到的，同时满足在更远距离下的测量，以及多种气体的同时高精度在线监测。 QCL模块L14890-09的甲烷气体吸收的测定此外，在其他中红外应用中，这个QCL小盒子也被给予了期望。例如应用在无创小型血糖仪中。日本东北大学松浦祐司教授进行的一项研究中发现，使用QCL模块 L14890-09 测定和通过血液采样测量的血糖值结果接近。而在其他的塑料检测实验中，也得到了可观的数据结果（见下图）：Polystyrene film Measurement resultData provided by Mr.Hiromitsu Furukawa, Electronics and Photonics Research Institute, NationalInstitute of Advanced Industrial Science and Technology打开这个QCL模块，看看它的小秘密这些神仙性能是怎么炼成的？要实现QCL这样的性能，并不是一件简单的事情，主要通过内部器件独特的优化，以及结构精密设计的加持。正因如此，QCL模块L14890-09也获得了2018日本文部科学省纳米技术平台事业部授予的“最佳成果奖”。那我们就来看看，在它的内部都有什么神仙操作。把这个QCL模块打开，里面装着自主研发的三项实现外腔调谐的核心技术： 新开发的宽谱增益的QCL芯片 MEMS衍射光栅 高效率的增透膜 简要图示如下：利用了滨松独特的量子结构设计技术，这个QCL小模块内的QCL芯片采用了一种反交叉双重高能态结构（AnticrossDAUTM）。而在QCL芯片的发射截面上，则制成了多层增透膜，它可以保证从截面发出的激光，在到达光栅前零损耗。芯片产生的宽带光再通过MEMS衍射光栅的倾斜来选频，实现了特定波长的完全反射和谐振。 模块在工作的时候，电控MEMS衍射光栅可高速摆动以改变其倾角，进而周期性地改变衍射角度、即改变谐振光的波长，最终使模块实现中红外激光的波长扫描。相对于已有的利用电机使镜面机械式运动来改变波长的QCL模块，电控MEMS衍射光栅可以达到更快的波长调谐，且衍射器件的微型化也使得模块更加的紧凑（8.2×8.8×11.2 cm），易于装配。说到这里，还有一款新的低功耗QCL也来了解下吧！ 滨松在QCL的开发上一直都朝前推进着。继波长外腔调谐QCL模块后，一款新的低功耗QCL也踏着小碎步紧接着在今年初面世啦！和以前的QCL不一样的是，这个新成员采用的是蝶形（Tall-Butterfly）封装。继承了原来HHL封装QCL的优点，CW功率保证不低于15mW的情况下，在阈值电流、最大电流、芯片功耗及总功耗方面均有大幅度优化。芯片工作温度在10～65℃，甚至某些高温芯片无需外部风冷，完全可以满足日常环境下的使用要求。且紧凑小巧，重量仅16g，适合于集成到气体分析设备之内。针对于红外气体分析的应用，滨松可提供包括QCL以及红外探测器在内的全套解决方案。在空气污染问题日益严峻的现在，我们也希望通过推进基础核心技术的发展，为环境监测应用带来更多的支持和可能。滨松用于气体检测的产品一览

有效监测才能严格治理，看多组分气体监测仪如何应对环境空气污染！ 2020 China 挥发性有机物污染防治科技大会现场精彩回顾 挥发性有机物(VOCs)种类繁多，对人体健康和生态环境危害巨大，是较为复杂的一类污染物。VOCs China 2020是我国专注于VOCs污染防治领域的全产业链、供应链的专业展览会，最大范围荟萃国内外VOCs污染综合整治产业链上下游的先进技术、工艺、材料和装备等进行展示与合作。 天津润泽环保惊艳亮相展会现场，所携产品与解决方案备受瞩目，实现了信息技术与环保产业的深度融合。 01 监控污染明星产品 面对日益严重的环境空气污染问题，只有及时有效的实时监测污染情况，获得真实可信的数据，才可以为环境管理者提供制订管理措施的依据。 多组分气体监测仪：一款用于检测工业有毒有害气体的仪器，检测气体种类选择范围包括硫化氢、氨气、甲硫醚、甲硫醇、二甲二硫、二硫化碳、苯乙烯、氮氧化物、臭氧、二氧化硫、氯化氢、氯气、TVOC等工业气体，可以基于这些污染气体浓度分析出臭气浓度OU值。 用户也可根据实际应用需求定制气体种类、数量及检测范围等。相比较传统的化学法气体检测系统，本仪器具有检测速度快、检测灵敏度高、检测参数多并种类选择灵活、操作简便、系统维护量少等特点，逐步成为环境检测站、工业园区、大型化工制药企业等应对环境空气污染监测的必要的气体检测设备。 02 天津润泽环保技术团队 天津润泽环保科技有限公司依托总部雄厚的研发实力、注重科技投入、超前的思维、完善的管理机制， 以其从容、自信的姿态在行业中勇往前行。倾力打造国家信任、客户满意的企业形象。 通过本次展会，天津润泽环保迎来了很多老伙伴，更结识了很多新朋友，我们希望能把这份缘分持续下去，一起为中国环保产业做出贡献。感谢大家的关注！

被围观的就是滨松的【量子级联激光器（QCL）】↓↓↓↓↓↓↓↓和滨松新型【InAsSb探测器】↓↓↓↓↓↓↓↓你看，小编是不是敲耿（tao）直（lu）！一丢丢都没有卖关子~（可爱.jpg） 图片来源：xz7.com这两个小玩意，其实是上周闪耀在第十五届中国国际环保展滨松展台的小明星，作为核心光源和探测器，从头到尾，重新诠释了更好的红外气体分析。红外气体分析在污染气体监控中的重要性就不多说了，随着国内“大气十条”的推进，对监测仪器性能要求变得更高、更严，这便直接转化成了对核心器件的要求，也变成了一个个新的难题。光源：监测精度要求更高，但一般的半导体激光器，如果在数百nm中有多个波长发生震动时，光谱带宽变宽，受到多种气体的干扰，测量精度易下降。中红外光源的激光器要达到“1成分=1波长”，需开发与被测对象气体相同数量的光源。开发成本大，商务风险高。探测器：常见污染气体主要集中在4μm~10μm，探测器波长范围需尽可能覆盖。反之，则会增加成本，光路设计变复杂，进而仪器体积增大，功耗上升；探测器须完全符合RoHS标准，传统高污染的碲镉汞（MCT）探测器彻底面临“下岗”；实时监测要求探测器具有更快上升时间，确保在更短时间内获得信号；小型化趋势要求探测器结构改善，避免制冷带来的高功耗、制冷系统体积大的问题。而本次在环保展中登台的量子级联激光器（QCL）和InAsSb探测器，就是目前我们解决问题的答案。滨松QCL采用的是DFB（分布式反馈激光器）结构，在内部设置了衍射光栅，可使光谱带宽处于非常窄的单一波长。虽然DFB-QCL很难实现量产，但滨松目前已拥有了充实的可定制化产品线。滨松QCL曾获得2016年日本激光学会产业“优秀奖”InAsSb探测器的新品——P13894系列在本次展会中再次与专业观众们见面。因相较市面同类产品，前所未有地将探测范围延至了11μm，实现了单个探测器对多种成分的分析能力，所以自诞生以来就光环加身；另外一个重要的point就是它持有“完全符合RoHS标准”这一门槛级的“上岗证”，成为新红外气体分析探测器的理想接班人；同时具有的非制冷、高灵敏度、更快上升时间等特性，也使它对于污染气体在线监测更具意义，并为仪器的小型化提供了可能。无论是探测器还是激光光源，都存在很多开发难题，而整体方案的提供对于仪器的开发者来讲，可以更有利于器件的相互评价，规避许多开发中由于器件出处不一而产生的技术磨合问题，缩短设备研发时间。当然，除了这两位突出的小明星外，我们在环保展中还呈现出了红外气体分析应用的探测方案“全景图”，针对不同的污染气体监测需求、成本考虑，从光源和探测器方面都呈现出了相应的技术支持能力。当然，除了红外气体分析的应用外，滨松在展会中还呈现了热门的大气（臭氧、二氧化硫等）、水质以及VOCs检测的相关产品。为水和空气治理的第一步——监测，提供核心的光电探测技术支持。水、空气、土壤都是生命源，滨松的技术可以为我们监测污染、促进治理，但想真正实现祖国环境保护愿景，还需要更多相关企业的社会责任意识觉醒，和我们每个人的努力。 滨松中国自身而言，目前所有展台均使用环保材质，减少涂料带来的空气污染和建材浪费。这也许是一个小的举动，但群体中每个个体的点滴善举终有一天可能成就环境问题的改善。“勿以善小而不为”，环境的守护不光靠我们的技术，更靠你的行动。