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美国Block开放式激光、点传感器应用在化学检测

作者:admin  时间:2023-12-27 10:27:20

QCL应用于化学检测,该系统通过红外激光检测和识别空气中的化学气体,能大大缩短响应时间和实现远距离探测。

在过去的检测方式中,一般都会使用“点传感器”检测空气的有毒气体以及环境的化学危险。“点传感器”是一种小型便携式或固定安装的设备,能够起到警戒、保护局部区域,类似于室内的烟雾感应器。

当传感器检测出环境的有毒气体时,能够进行内部的化学匹配并发出警报。为了提高检测的可靠性,“点传感器”通常使用气泵将周围的空气吸入仪器的测量模块。

“点传感器”使用诸多检测技术,如电化学传感、FTIR光谱、IMSGC/MS。然而,所有点传感器都会要求气体和传感器充分接触,但对于工作或暴露在这些有毒气体的人们来说,似乎少了一些安全保障。

每个单独的点传感器只能覆盖很小的区域,测试表明,当具有危险的化学在空气中散播、被传感器检测室,这些威胁早已传播了几分钟。为了扩大覆盖范围,一些场所会大量安装点传感器,这些传感器都会使用无线电波或电缆连接在一起。一个室内空间可能需要几十个这样的传感器,但是这些传感器造价高昂且需要定期维护,甚至还需要更换同UDE的昂贵耗材。

在下图中可以看到,这些传感器从环境中吸入空气(见红色圆锥体)。具有危险的化学气体在传播到传感器采样模块前是不会被检测到。


1:红色椎体为传感器

综合来看,虽然点传感器是常见的危险化学气体检测的方法,但是其缺点是需要与气体直接接触、覆盖范围小且维护昂贵等。而美国Block Engineering开发的量子级联激光器开放式激光系统(LaserWarn)可解决点传感器的这些缺点。QCL应用于化学检测,使用“开放式激光”的系统,通过红外激光所产生的一条看不见的“化学跳闸线”,就算长远距离,也能够在数秒内检测和识别穿过激光光束路径的化学物质。

在这种方案里,这些化学物质无需解除仪器本体,只需要和激光光束接触即可。由于激光光束穿过空间检测气体,因此开路激光能够在数百米范围近乎即时检测化学的威胁。

多年来,“开放式激光”的系统一直被用在检测炼油厂和油井中的挥发气体或挥发排放物。利用这一应用的检测能力,美国Block Engineering开发了一种以量子级联激光器为基础的开录系统,能够同时扫描数十种有毒工业化学品(TIC)以及化学药剂(CWA)。

由于这一技术不会吸入环境中的空气,因此激光警报能够24小时无人值守的情况下以最低耗能运行,但该系统并不包括空气泵、过滤器以及其他耗材。

以下是激光警报的激光光束路径。激光可以倾斜覆盖走廊,也可以转弯,还可以在几秒钟内完成远程探测。该系统可用于室内以及室外环境。此外,QCL应用于化学检测,这款系统的设计目的在于消除复杂的化学组合,而简单的电化学无法消除这些复杂的组合,即使为了混淆传感器而制作的“遮蔽水”也是一样。

2:激光警报的激光光束路径



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