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TDLASH2O-200激光微水传感器模块

TDLASH2O-200激光微水传感器模块|激光原理露点仪

激光微水传感器模块|激光原理露点仪是黛尔特(北京)科技有限公司研制生产的一款开放式在线气体检测装置,该装置采用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术原理进行非接触式测量,对特定气体具有高度的选择性,基本不受其他气体成分(尤其是腐蚀性气体)的干扰。


TDLASH2O-200激光原理露点仪|激光微水传感器模块优势
  • 测量精度高
  • 抗干扰性强,低湿环境(Td-80°C~-50°C),测量优势明显
  • 响应速度快
  • 湿到干(Td 10°C~Td-50°C)T90<60s,干到湿(Td-60°C~Td10°C)T90<30s
  • 可靠性高
  • 核心器件具有较好的稳定性和耐用性,使用寿命可达10年
  • 非接触式测量
  • 传感器与被测气体不直接接触,不影响被测环境;适用于高温、高压、高腐蚀性等测试环境
  • 易于实现远程监测控制,兼容性好
  • 传感器提供RS-485与(4~20)mA信号传输,可以与现场其他电子设备进行通信连接,实现远程监测和控制;产品结构易于集成到用户已有的自动化控制系统中,便于协同工作
激光测量微水的原理‌是利用水分子对特定波长激光的吸收特性,通过检测激光在穿过含水气体时的吸收程度,来精 确测定其中的微量水分含量。该技术以可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)为核心,具有高灵敏度、高选择性和实时在线监测能力 。
TDLASH2O-200激光原理露点仪|激光微水传感器模块核心工作原理
激光微水分析仪发射一束波长可调的近红外激光,使其穿过待测气体样品。水分子会吸收与其振动-转动能级匹配的特定波长光(如1.37 μm或2.6 μm波段),导致激光强度衰减。仪器通过以下步骤完成测量:
波长扫描与吸收检测‌,激光器快速扫描一个窄波长范围,覆盖水分子的特征吸收峰。当激光波长与水分子吸收线重合时,光强显著下降。
信号解调与二次谐波分析‌,采用波长调制技术(WMS),将激光频率进行高频调制,并提取二次谐波(2f)信号。该信号峰值与水分浓度成正比,能有效抑制背景噪声干扰 。
定量计算‌,根据Beer-Lambert定律,结合已知的吸收截面、光程长度和气体温压参数,实时计算出水分浓度(单位可为ppmV、μmol/mol或露点温度)。
TDLAS激光原理露点仪工作原理
激光原理露点仪技术优势与工业价值
  • 高精度与低检测限‌:可检测低至ppb级(十亿分之一)的水分,满足半导体、锂电池等高纯气体工艺要求 。
  • 抗干扰能力强‌:激光仅针对水分子的“指纹”吸收谱线响应,基本不受CO₂、CH₄、H₂S等背景气体影响 。
  • 非接触式与免维护‌:无消耗性部件,无需频繁校准,实现长期稳定运行,大幅降低运维成本 。
  • 响应速度快‌:响应时间可达秒级,适用于动态过程控制与实时预警 。

TDLASH2O-200激光原理露点仪|激光微水传感器模块技术参数

参数名称

参数值

测量气体

微水(H2O)

测量范围

-80℃~+20℃(Td)

允许误差Max.

(-70~-60)℃→±3℃

(-60~+20)℃→±2℃

响应时间(T90)

湿到干T90≤60 s

干到湿T90≤20 s

显示分辨力

0.1℃


参数名称

参数值

测量原理

可调谐半导体激光器法(TDLAS)

气体采样方式

开放式采集(扩散式)

预热时间

<2 min

工作电压

(15~28) VDC

工作电流

<0.13 A@12 VDC

平均功率

<3 W

峰值功率

<10 W

信号输出方式

RS-485@Modbus RTU

工作温度

(-20~60)℃

环境湿度

(0~95)%RH(无凝结)

气压

(80~105)kPa

外形尺寸

检测主机:169 mm×80 mm×36 mm (L×W×H)

探头:φ42 mmx 173 mm(过滤精度50um)

重量

检测主机:560 g±30 g

探头:420±10 g

注:湿到干基于Td(10℃~-50℃)条件测得,干到湿基于Td( -60℃~10℃)条件测得。注:以上典型值是基于(101.3kPa,20℃,500mL/min流量下的无结露的洁净气体)环境下测得。

2.1.   TDLASH2O-200激光微水传感器模块|激光原理露点仪RS-485接口定义 

RS-485接口接线定义说明                                         (表-01)   

序号

名称

线色

1

电源VDC +

棕色

2

RS-485 D0-

白色

3

GND

蓝色

4

RS-485 D1+

黑色

2.2.   TDLASH2O-200激光微水传感器模块|激光原理露点仪模拟接口定义

 (表-02) 

序号

名称

线色

1

VDC电源+

棕色

2

模拟信号-

白色

3

GND

蓝色

4

模拟信号+

黑色


微水和露点背景知识:微水‌指气体中极低浓度的水分(通常以ppm或ppb计),而‌露点‌是气体在恒压下冷却至饱和状态并析出液态水时的温度,两者均用于表征气体湿度,且可通过温压参数相互转换。
露点温度(Dew Point)反映了气体中水蒸气的饱和程度。当气体被冷却至其露点温度时,水蒸气开始凝结成液滴。此时气体中的水含量即为该温度下的饱和水分含量,可换算为以体积比(ppmV)、质量浓度(g/m³)或摩尔比等形式表示的“微水”值 。在恒定压力下,露点温度与微水含量具有一一对应关系。例如:
露点为 ‌-40℃‌ 时,对应水分含量约为 ‌126.8 ppm(v)‌ 或 ‌0.09491 g/m³‌ 。
露点低于 ‌-70℃‌ 时,微水含量通常低于 ‌10 ppm(v)‌,常见于LNG原料气或高纯工艺气体中 。

这种换算依赖于理想气体定律和水蒸气饱和压力曲线,实际应用中需结合测量时的‌压力‌进行补偿(区分常压露点与带压露点)。
露点(℃)‌:广泛用于工业现场,直观反映冷凝风险,如天然气管道防冻堵控制要求露点低于环境温度5℃以上 。
微水(ppmV、μmol/mol)‌:多用于实验室分析、设备说明书或高精度控制系统中,便于量化微量水分变化 。
在激光微水分析仪中,原始信号通过TDLAS技术测得的是水分子吸收强度,直接对应‌微水浓度‌(如ppmV)。随后,仪器内置算法根据当前气体的‌温度与压力‌,自动将其转换为‌露点温度‌输出,满足不同用户的读数习惯和控制需求 。该过程避免了传统冷镜法易受污染、响应慢的问题,实现高精度、免维护的连续在线监测,在天然气、电力SF₆、半导体等领域发挥关键作用 。

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