光譜技術革命：如何通過OF-CEAS、CRDS、TDLAS和FTIR實現精準氣體檢測

光譜技術在氣體(ti) 檢測領域有著廣泛的應用，其中OF-CEAS（光學反饋腔增強吸收光譜技術）、CRDS（光腔衰蕩光譜技術）和TDLAS（可調諧半導體(ti) 激光吸收光譜技術）是三種各具特色的主要技術。它們(men) 在不同的應用場景中展現不同的優(you) 勢。

OF-CEAS（光學反饋腔增強吸收光譜技術）

OF-CEAS技術基於(yu) 光學反饋效應，通過將激光頻率鎖定到腔模頻率上，提高了激光與(yu) 腔的耦合效率。該技術通過在腔鏡之間的多次反射來增加光與(yu) 氣體(ti) 介質的作用路徑，從(cong) 而提升探測靈敏度。

優(you) 勢

l 高靈敏度：通過光學反饋提高了探測效率。

l 激光-腔耦合效率高：提升了係統的穩定性。

l 激光線寬壓窄：實現了高效的腔模輸出。

CRDS（光腔衰蕩光譜技術）

CRDS技術是一種非常靈敏的光譜方法，用於(yu) 探測樣品的絕對光學消光，包括光的散射和吸收。它能夠在萬(wan) 億(yi) 分之一的水平上確定樣品的摩爾分數。

優(you) 勢

l 高靈敏度：適合極低濃度氣體(ti) 的檢測。

l 免疫激光光強波動：不受激光強度波動影響。

l 寬光譜範圍：可用於(yu) 多種波長範圍的應用。

l 高速檢測：適用於(yu) 快速反應過程的檢測。

l 無熒光需求：簡化了設備需求。

然而，CRDS技術受限於(yu) 激光光源和高反射率反射鏡的可用性，且在某些波段應用較為(wei) 困難，成本相對較高。

TDLAS（可調諧半導體(ti) 激光吸收光譜技術）

代表品牌：海爾欣·昕甬智測

TDLAS技術利用可調諧半導體(ti) 激光器的窄線寬和波長隨注入電流變化的特性，對分子的單個(ge) 或幾個(ge) 相近的吸收線進行測量。當激光波長與(yu) 待測氣體(ti) 分子的吸收線匹配時，氣體(ti) 分子會(hui) 吸收部分激光能量，通過檢測透射光強度的變化，計算出氣體(ti) 濃度。

優(you) 勢

l 高靈敏度和高分辨率：能夠探測到極低濃度的氣體(ti) ，並提供高精度的光譜分辨率。

l 快速響應：激光器的快速調諧能力使其適用於(yu) 實時測量。

l 無幹擾測量：窄線寬和高選擇性使TDLAS在複雜氣體(ti) 環境中實現無幹擾測量。

l 低成本和小型化：係統設計簡單，可以實現小型化和低成本。

l 多組分測量：可同時測量多種氣體(ti) 的通量測量。

應用

寧波海爾欣·昕甬智測依托TDLAS技術的優(you) 勢，在精密氣體(ti) 分析與(yu) 測量領域不斷創新，為(wei) 行業(ye) 提供多領域的解決(jue) 方案。

FTIR（傅裏葉變換紅外光譜技術）

FTIR技術使用寬帶紅外光源和幹涉儀(yi) 記錄整個(ge) 光譜，通過傅裏葉變換獲得吸收譜，能夠同時檢測多種氣體(ti) ，在溫室氣體(ti) 監測中具有顯著的優(you) 勢：

l 高靈敏度和高分辨率：提供高信噪比和光譜分辨率，適合環境科學的實時在線分析。

l 寬光譜範圍：能夠同時監測多種溫室氣體(ti) 。

l 快速和直接監測：可以快速、直接地進行環境氣體(ti) 監測。

l 實時連續監測：建立實時連續的溫室氣體(ti) 監測係統，對控製大氣汙染意義(yi) 重大。

l 高可靠性和準確性：在CO₂、CH₄和CO的監測中表現出高可靠性。

FTIR技術在溫室氣體(ti) 監測中也存在一些挑戰，如受環境條件影響、設備要求高、可能的交叉吸收問題和技術複雜性等。

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知識點補充：

為(wei) 什麽(me) FTIR通常與(yu) 其他三種技術分開討論？

l 光源類型：FTIR使用的是寬帶紅外光源，而其他三種技術主要使用激光光源。激光技術一般在狹窄波段內(nei) 高效工作，適合特定氣體(ti) 成分的檢測。

l 應用範圍：FTIR能夠同時監測多種氣體(ti) 成分，適合複雜樣品的分析，而激光光譜技術往往針對單一或少數特定氣體(ti) 的高精度檢測。

l 技術機製：FTIR通過幹涉儀(yi) 獲得光譜數據，而OF-CEAS、CRDS、TDLAS等技術則是通過光與(yu) 物質的特定相互作用進行測量。

l 靈敏度與(yu) 分辨率：激光光譜技術通常具有更高的靈敏度和分辨率，適合痕量氣體(ti) 的快速檢測，而FTIR則以其寬光譜覆蓋和多成分分析的能力見長。

綜上所述，FTIR與(yu) OF-CEAS、CRDS、TDLAS都屬於(yu) 光譜技術，但由於(yu) 它們(men) 的光源類型、應用範圍和技術機製不同，通常在不同的應用場景中體(ti) 現出各自的優(you) 勢。在某些綜合應用中，FTIR與(yu) 其他激光光譜技術可以互為(wei) 補充，實現對複雜氣體(ti) 環境的全麵分析。