水分子

一, 1392nm空气中水分子TDLAS激光分析测试地点：筱晓（上海）光子有限公司演示实验室 测试人：王秀祥 测试日期：2018-06-26TDLAS技术介绍：TDLAS是 Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy 的简称，中文翻译为可调谐半导体激光吸收光谱。可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术是利用二极管激光器波长调谐特性，获得被测气体的特征吸收光谱范围内的吸收光谱，从而对污染气体进行定性或者定量分析。*指标激光气体分析仪传统光谱在线分析仪（如质谱仪、红外仪器等）预处理系统不需要（简单的）必需*测量方法现场、连续、实时测量采样预处理后间断测量气体环境高温、高粉尘、高水分、高流速、强腐蚀等、恶劣环境适应能力强只能测量恒温、恒压、恒流、干燥及无粉尘的气体*响应速度快：仅取决于仪表响应时间，小于 1 秒慢：取决于采样预处理时间、样品气传输时间和仪表响应时间，超过 20 秒准确性实地测量，气体信息不失真；测量值为气体线平均浓度；不受背景气体、粉尘及气体参数影响溶解吸附泄漏导致气体信息失真；测量值为探头位置局部浓度；背景气体、粉尘及气体参数影响测量的准确性连续性连续测量间断测量：反吹时无法测量可靠性无运动器件、可靠性高较多运动部件，可靠性低*测量参数可同时测量气体浓度、温度、流速等参数只能测量气体浓度介质干扰不受背景气体交叉干扰；自动修正粉尘及光学视窗污染干扰受背景气体的交叉干扰，无法定量修正粉尘及光学视窗污染干扰*样气排放无样气排放，安全无污染有样气排放，危险有污染标定维护标定：3~4 次/年；维护：3~4 次/年，自动提示标定：一个月 2~3 次；维护：经常运行费用无需备品备件；运行费用接近于零（仅为电费）需要较多备品备件；年费用一般为系统成本的 20%左右TDLAS与传统测量方法性能对比： 工程师安装调试现场 软件控制界面：（H20调试设定的吸收谱线值） 局部连接装置： (线缆连接图) 整体光路调试图 （专利技术无需光路调节对准，直接光纤耦合输入光纤耦合输出） （高SNR 2f信号光谱图）(上海空气中的水分子作为待测气体)我们的客户： 设备装箱清单：配件名称数量规格说明TDLAS综合控制盒1个1个NTT DFB激光器；1个PCI锁相控制板；激光器驱动底座；温度控制装置30m长光程气体吸收池1光纤耦合输入输出，无对准2mm大光面光电探测器1 内置于Herriote Cell探测器电源1 12V双通道示波器1 RIGOL待测气体1空气中水分子 无污染不需要购买±5V/±12V电源适配器1FC/APC光纤适配器11392nm单模光纤跳线13米控制盒与气体池连线USB数据线11米SMA转BNC信号线10.8米控制盒与探测器连线BNC转BNC信号线10.8米控制盒与示波器连线探测器电源线1根1米探测器跳线1根0.3米红外激光显示卡1张内六角螺丝刀1份UBC 控制软件1份测试结果说明：通过本次H2O(气体)系统搭建及其测试，证明我司的TDLAS控制箱以及长光程气体吸收池工作正常，性能优良，高达600dB的SNR能够很好地检测出空气中0.04%水分子的且系统噪声较低，初步估算灵敏度可达1ppm的下限。 系统升级服务：对于常见的气体我们同时为客户提供有偿的标定，以及软件设计服务，我们可以让我们的系统直接输出浓度值。目前支持直接输出浓度值的气体如下：（TDLAS系统操作软件） 二,7.4um QCL结合空芯光纤气室气体分析系统 分析空气中H2O理论基础1、比尔-朗伯定律一束激光穿过浓度为C的被测气体时，当激光器的波长和被测气体某个吸收谱线中心频率相同时，气体分子会吸收光子而跃迁到高能级，表现为气体吸收波段激光光强的衰减2、波长调制光谱技术A) 激光器的调谐特性DFB激光器 由于具有良好的单色性，窄线宽特性和频率调谐特性，DFB激光器能够很好的避免其他背景气体的交叉干扰，使检测系统具有较好的测量精度，因此被广泛的用于气体检测B) 谐波检测理论通过对激光器的驱动电压加高频正弦电压信号，从而改变电流，使输出频率也按正弦规律变化。通过给激光器驱动加锯齿波电压，使其输出波长在气体吸收峰两侧扫描，利用锁相放大器调制并解调出谐波信号，进行气体浓度的测量。3、吸收谱线选取的原则在进行气体检测时，对吸收谱线的选取非常关键，应考虑以下几个方面（1）气体在选定的谱线处要有较强的吸收峰，（2）谱线波长对应的激光器光源技术要相对成熟（3）在选定的吸收谱线处没有背景气体吸收的干扰，或吸收相对较弱，可以忽略7.4um QCL结合空芯光纤气室气体分析系统 分析空气中H2O,7.4um QCL结合空芯光纤气室气体分析系统 分析空气中H2O通用参数实验仪器1、7.4um低功耗台式DFB-QCL中红外量子级联激光器QCL7400 - 7.4um低功耗台式DFB-QCL中红外量子级联激光器是筱晓2018上半年开发出的国内先进低功耗的QCL DFB激光.超过100nm的可调谐范围，输出功率大于25mw满足客户测试气体传感等工业需求。我们的激光器准直输出输出功率稳定，温度波长稳定性高比传统大功耗的量子级联激光器的稳定性高出好几个数量级。为我们中红外测试的客户提供了最佳的测试光源。光谱图波长温度电流调谐曲线2、5米长光程小型化Mini中红外空芯光纤气体吸收池HC-5-MIR 5米长光程气体吸收池可应用于光谱分析检测，坚固，紧凑的气室采用了中空光纤盘绕，其排列非常简单。在中空纤维中，探测光束和分析物重叠，从而实现了灵敏的激光吸收光谱，并以最小的样品量进行痕量气体和同位素分析。3、2-15um碲镉汞（MCT）中红外光电探测器，带放大，带TECMCT-15-4TE放大探测器是一种热电冷却光电导HgCdTe(碲镉汞，MCT)探测器。这种材料对2.0到15 μm的中红外光谱波段光波敏感。半导体制冷片(TEC)采用一个热敏电阻反馈电路对探测器元件的温度控制在-30 °C，从而将热变化对输出信号的影响最小化。为了获得最佳效果，我们推荐将输出电缆(不附带)与一个50欧姆的终端连接。由于探测器是AC偶合的，因此它需要一个脉冲或斩波输入信号。 交流耦合探测器不会看到未斩波的直流信号，因为它们对只对强度变化而不是强度的绝对值敏感。三、实验测试 本次实验使用7.4um QCL激光器结合5米光程空芯光纤气体吸收池测试空气中的H2O气体。系统示意图操作步骤：1、安装7.4umQCL激光器，准直输出到空芯光纤气室的一端2、空芯光纤气室的另一端接入MCT探测器3、用BNC转SMA线连接探测器和7.4um QCL激光器的PREAMP前置放大端4、 用一根BNC-BNC线连接示波器和7.4um QCL激光器的DACOUT模拟输出端5、 用一根BNC-BNC线连接示波器和7.4um QCL激光器的TRIG OUT触发端6、 打开激光器和探测器7、 调节软件参数，在示波器上观察二次谐波信号波形、幅值等信息过程分析：利用电脑端的控制软件调节电流和温度的大小对波长进行调谐，使激光器实现一定波长范围的扫描，使输出波长覆盖气体的吸收峰，锁相放大器提供高频正弦调制信号，使激光器输出频率得到正弦调制，激光器发出的光经过气体吸收池，通过探测器进入PREAMP端前置放大电路，再经过锁相放大器调制解调，通过DAC OUT 模拟输出端到示波器通道2，显示二次谐波的信号。整个过程中，我们通过调节软件中的各项参数，同时观察输出波形，使输出波形最优。四、实验结果1、二次谐波波形及调制参数如下：二次谐波软件调制参数2、验证分析：通过查询Hitran数据库得到在波数为1354cm-1到1356cm-1范围内的吸收谱线如下：吸收峰波长约为7.381um，通过对比二次谐波幅值信息，与数据库相符合，由此验证是H2O气体。3、实验结论：通过测试，我们发现使用这套测试系统分析空气中的H2O气体时，二次谐波幅值可达150mV，说明这套测试系统精度很高。 产品清单：#名称描述数量17.4um中红外量子级联激光器峰值工作波长7.4um，输出功率5mW，光谱宽度1MHz，输出隔离度30dB，台式规格尺寸340(L)x240(W)x100(H)mm125米长光程小型化Mini中红外空芯光纤气体吸收池有效光程5m，波长范围3-12um，输出发散角30mrad，操作大气压0.01-1atm132-15um碲镉汞（MCT）中红外光电探测器响应波长范围2-15um，光敏面大小2x2mm，工作带宽10Hz-14MHz14U盘含操作软件，产品操作手册1三,7.4um QCL 结合空芯光纤气体吸收池分析系统 (实验分析空气中 H2O 水)一、理论基础1、比尔-朗伯定律一束激光穿过浓度为C的被测气体时，当激光器的波长和被测气体某个吸收谱线中心频率相同时，气体分子会吸收光子而跃迁到高能级，表现为气体吸收波段激光光强的衰减2、波长调制光谱技术A) 激光器的调谐特性DFB激光器 由于具有良好的单色性，窄线宽特性和频率调谐特性，DFB激光器能够很好的避免其他背景气体的交叉干扰，使检测系统具有较好的测量精度，因此被广泛的用于气体检测B) 谐波检测理论通过对激光器的驱动电压加高频正弦电压信号，从而改变电流，使输出频率也按正弦规律变化。通过给激光器驱动加锯齿波电压，使其输出波长在气体吸收峰两侧扫描，利用锁相放大器调制并解调出谐波信号，进行气体浓度的测量。3、吸收谱线选取的原则在进行气体检测时，对吸收谱线的选取非常关键，应考虑以下几个方面（1）气体在选定的谱线处要有较强的吸收峰，（2）谱线波长对应的激光器光源技术要相对成熟（3）在选定的吸收谱线处没有背景气体吸收的干扰，或吸收相对较弱，可以忽略7.4um QCL 结合空芯光纤气体吸收池分析系统 (实验分析空气中 H2O 水),7.4um QCL 结合空芯光纤气体吸收池分析系统 (实验分析空气中 H2O 水)通用参数 实验仪器1、7.4um低功耗台式DFB-QCL中红外量子级联激光器QCL7400 - 7.4um低功耗台式DFB-QCL中红外量子级联激光器是筱晓2018上半年开发出的国内先进低功耗的QCL DFB激光.超过100nm的可调谐范围，输出功率大于25mw满足客户测试气体传感等工业需求。我们的激光器准直输出输出功率稳定，温度波长稳定性高比传统大功耗的量子级联激光器的稳定性高出好几个数量级。为我们中红外测试的客户提供了最佳的测试光源。光谱图2、中空光纤式气体吸收池HC-5-FC-SMA中空光纤式气体吸收池包括光学窗口、光纤端口和气体端口。通过其中两个模块，您可以将中空光纤转化为台式气体吸收池，用于吸收光谱或基准波长应用，只需更换不同路径长度的光纤即可。3、2-15um碲镉汞（MCT）中红外光电探测器，带放大，带TECMCT-15-4TE放大探测器是一种热电冷却光电导HgCdTe(碲镉汞，MCT)探测器。这种材料对2.0到15 μm的中红外光谱波段光波敏感。半导体制冷片(TEC)采用一个热敏电阻反馈电路对探测器元件的温度控制在-30 °C，从而将热变化对输出信号的影响最小化。为了获得最佳效果，我们推荐将输出电缆(不附带)与一个50欧姆的终端连接。由于探测器是AC偶合的，因此它需要一个脉冲或斩波输入信号。 交流耦合探测器不会看到未斩波的直流信号，因为它们对只对强度变化而不是强度的绝对值敏感。三、实验测试 本次实验使用7.4um QCL激光器结合空心光纤气体吸收池测试空气中的H2O气体。系统示意图操作步骤：1、安装7.4umQCL激光器，准直输出到空芯光纤气室的一端2、空芯光纤气室的另一端接入MCT探测器3、用BNC转SMA线连接探测器和7.4um QCL激光器的PREAMP前置放大端4、 用一根BNC-BNC线连接示波器和7.4um QCL激光器的DACOUT模拟输出端5、 用一根BNC-BNC线连接示波器和7.4um QCL激光器的TRIG OUT触发端6、 打开激光器和探测器7、 调节软件参数，在示波器上观察二次谐波信号波形、幅值等信息过程分析：利用电脑端的控制软件调节电流和温度的大小对波长进行调谐，使激光器实现一定波长范围的扫描，使输出波长覆盖气体的吸收峰，锁相放大器提供高频正弦调制信号，使激光器输出频率得到正弦调制，激光器发出的光经过气体吸收池，通过探测器进入PREAMP端前置放大电路，再经过锁相放大器调制解调，通过DAC OUT 模拟输出端到示波器通道2，显示二次谐波的信号。整个过程中，我们通过调节软件中的各项参数，同时观察输出波形，使输出波形最优。四、实验结果1、二次谐波波形及调制参数如下：2、验证分析：通过查询Hitran数据库得到在波数为1354cm-1到1356cm-1范围内的吸收谱线如下：吸收峰波长约为7.381um，通过对比二次谐波幅值信息，与数据库相符合，由此验证是H2O气体。3、实验结论：通过测试，我们发现使用这套测试系统分析空气中的H2O气体时，二次谐波幅值可达872mV，说明这套测试系统精度很高。 产品清单：#名称描述数量17.4um中红外量子级联激光器峰值工作波长7.4um，输出功率5mW，光谱宽度1MHz，输出隔离度30dB，台式规格尺寸340(L)x240(W)x100(H)mm12中空光纤式气体吸收池极其简单和稳固的对齐方式，波长范围：紫外到长波红外，光程范围：0.1至5m，低样品量：10mL，体积小巧；灵活布局132-15um碲镉汞（MCT）中红外光电探测器响应波长范围2-15um，光敏面大小2x2mm，工作带宽10Hz-14MHz14U盘含操作软件，产品操作手册1

MOSYE MS-X590L-1 废纸包在线微波水分检测仪 ，也叫卡车废纸水分测试仪、整车废纸水分测量仪，是一款专门为大型卡车整车物料设计的门架型非接触式在线水分检测仪。这款水分检测仪仪采用门架式安装，宽可穿透介质距离可达5米以上，是目前先进的穿透式在线微波水分仪之一。一、系统原理及组成 1、 MS-X590L-1 微波废纸水分检测仪 测量水分和密度的基本原理微波是频率在300MHZ-300GHZ之间、波长范围在1mm-1m间的一种电磁波，这种电磁波在特定频率范围内对介电常数很高的水分子十分敏感，当微波穿过含有水分子的物料时，具有较高极性的水分子吸收微波能量，使其分子的两个键产生振动，从而产生热能。这也是微波加热的原理，也就是说，水分子由于它的极性，会在电磁场中吸收能量。而被水分子吸收的这部分能量和水分子含量保持着线性关系。因此我们可以通过测量这部分被吸收的能量来确定被测物料中水分含量。MS-X590L-1将检测微波信号的变化加以数据模型和特殊算法就能得到被测介质中的含水量。而除了被测物质中水分子，被测物质本身对微波也是有辐射、反射、透射、散射、干涉、衍射、谐振和多普勒效应等物理特性的。通过检测被测介质本身对微波的这些特性的信号变化加以数据模型和特殊算法自动去除含水量的影响因素，就能得到被测介质的密度值。2、 MS-X590L-1微波废纸水分检测仪的系统组成&bull 多频微波传感天线（天线）&bull 微波数据处理单元（主机）&bull 自动化控制系统（自控箱可选）&bull 校准软件及监控软件（后台软件）&bull 外控光电开关（计数器及外控器）&bull 全自动行车式门架（可选）二、产品的优势及独特性:1）可测量整车、整箱、整堆的物料，物料直径可达5米以上；2）无需停车，车过即时测得平均水分或瞬时水分；车行速度不影响 测量；3）单层测量、双层测量方案可选；单包测量，整车测量方案可选；4）不受被测物质的厚度、大小、密度、温度、品种、重量等因素影响的水分仪；5）无需进行厚度补偿、密度补偿及温度补偿就能精确测量的水分仪；6）拥有智能自学习功能校准模型，一次校准成功后，无需经常校准；7）高可靠性：无任何可动部件和易损件，可达10年使用寿命；8）高精度：高精度0.2%；宽量程比：水分测量范围宽至0%-99%；9）可展示被测物质的截面水分分布及密度分布，并依此推断被测物质水分含量的全面分析；10）多种通讯和控制模式，支持各种工业通讯协议通讯端口及组网方式；11）可进行简单自动控制和系统组态。可与其它智能设备成套或组网。三、技术参数外部自控箱工业计算机10寸、WIN7英文系统、I3CPU机箱不锈钢材质、400*500*500MM、防爆可选防护等级IP67电源220VAC通讯接口RS485/232/422或工业以太网口环境-30℃ ~ +60℃主机系统带MS的微处理器机壳铝：230*200*100MM防护等级IP67电源100-220VAC通讯接口RS485/232环境-20℃ ~ +85℃库存温度-30℃ ~ +95℃信号输出4-20MA 或 1-5V微波天线频段1.5GHZ-5.5GHZ ISM BAND工作温度-20℃ ~ +60℃信号线缆高频传输线防护IP67 本安型防爆

化工在线水分仪QL系列红外水份仪是采用光栅式红外水份仪，其稳定性比六光束、八光速大大提高。平均测试精度可达0.1%-0.5%左右（视被测物料而定），满足生产工艺要求。而红外水份仪可以在传送带上快速连续测量，且非接触被测物料，实现在线动态实时检测，反应时间仅为8ms，实现了对产品含水率的实时控制。红外水分仪原理：1. 水分子中的氢-氧键会吸收特定波长的近红外线（特定测量波段1.94μm），在特定波长下，所反射回去的近红外线能量和物料中水分子吸收的近红外线能量成反比，根据能量的损失量计算出被测物料的含水率。2. 当水分子被特定的能量带激发时变成振动态，在光谱的近红外部位，该波段对于水分子特别强烈，同时仪器在发射、过滤和接收能量方面更容易实现。3. 近红外线测量技术是一种非破坏性，非接触式的实时测量技术。探头是内部执行所有系统测量和处理功能的智能设备，并直接输出经校准的测量值。还能生成微型电脑和触控电脑上的显示内容。功能特点：1. 非接触式，应用红外技术以慢反射方式对水份进行测定2. 多通道设置，同一台仪器满足测量不同类型物料的需求，QL系列水分仪共有10个通道，编号从1-10，每个通道编号代表一组上述的通道参数，改变通道编号，即选择了不同的通道参数，以适应同一台仪器测量不同类型的物料的需求。3. 基本不受外界光变影响、具有温度自动补偿基本不受外界温度变化的影响长期稳定性好。4. 安装简单、操作方便快捷，仪器的安装调试只需几天，安装调试期间不影响正常生产。QL-300系列水份仪采用预定标，现场只需修正截距（零位）就可以完成标定工作。仪器采用单片机进行数字运算，简化的触摸式操作，非常适用于一般的操作工人。化工在线水分仪特点：1. 高度集成的电子器件，SMT技术的电路板，故障率低、质量稳定可靠2. 动态的实时诊断系统、无需定期保养 3. 可加内置式冷却系统4. 可加内置式产品温度测量系统5. 对物料颜色/配方的敏感性：最小，适用性更佳。 6. 滤光片比传统品牌设计的更小，受带宽的影响更小。7. 电源以及数字信号输出和主机分离，避免了传统品牌输出信号受到探头内部温度的影响，信号不稳定。 8. 输出信号方式更多， RS485、4-20mA模拟信号和RS232可三选二配备。红外水分仪规格参数：型号QL-300QL-300B适合于测量物料白色 黄色等亮色物黑色 灰色等暗色物波长1940nm、1818nm双波长探测1940nm、1818nm双波长探测探头玻璃出光玻璃采用高棚石英玻璃，避免污渍和和水汽附着.出光玻璃采用高棚石英玻璃，避免污渍和和水汽附着.测量范围0～95%0～95%测量精度±0.2%-±0.01%（绝dui值）±0.2%-±0.01%（绝dui值）分辨率0.01%0.01%光斑直径60mm直径60mm测量速度0.0125秒0.0125秒探测器加滤镜封装，避免外界光干扰加滤镜封装，避免外界光干扰标定调校快速标定、预标定，无需日常再标定快速标定、预标定，无需日常再标定滤波时间线性或指数（0.1-180秒）线性或指数（0.1-180秒）信号输出RS232、 RS485、4-20mA模拟信号（3选2）RS232、 RS485、4-20mA模拟信号（3选2）通讯协议选择自由协议或MUDBUS-RTU协议选择自由协议或MUDBUS-RTU协议标定档案可以存储31个标定档案可以存储31个标定档案工作温度-10～80℃-10～80℃工作距离150～400mm150～400mm工作电源24VDC/35VA24VDC/35VA尺寸大小130×149×277mm130×149×277mm重量5kg5kg清洁吹扫接口吹扫口直径6mm，压缩空气0.25MPa吹扫口直径6mm，压缩空气0.25MPaQL-300红外水分仪应用领域：钢铁行业：烧结混合料、球团原料、干燥前后、造球等。有色金属：铝土矿、铜精矿、矿物砂、镍矿、金银铅锌精矿、氧化铝以及有色冶炼等烟草行业：烟包、烟梗、烟叶、烟丝、复烤、烟枝等粮食行业、食品加工、陶瓷行业、玻璃行业、水泥行业、制药行业、化工行业、木材行业、造纸行业等等