Fonction / Construction Du Système; Principe De Mesure; Système De Préparation D'échantillons; Fonctionnement Des Analyseurs - Endress+Hauser TDLAS J22 Information Technique

TI01607CFR

Principe de mesure

Fonctionnement
des analyseurs
2
2 Fonction / construction du système
Le J22 comprend un analyseur TDLAS (spectroscopie d'absorption infrarouge par
diode laser accordable) fonctionnant dans l'infrarouge proche à courte longueur
d'onde. Chaque spectromètre est composé d'une source lumineuse à diode
accordable, d'une cellule d'échantillon et d'un détecteur spécialement configurés
pour permettre une mesure à très haute sensibilité d'une molécule spécifique en
présence d'autres composés d'un mélange en phase gazeuse. Le spectromètre est
commandé par un dispositif électronique à microprocesseur avec logiciel intégré
qui incorpore des algorithmes opérationnels et de traitement des données
avancés.
Système de préparation d'échantillons
Un système de préparation (aussi appelé système de conditionnement)
d'échantillons (SCS) est disponible en option pour le J22. Le SCS a été spécialement
conçu pour délivrer un flux d'échantillon représentatif du flux de process au
moment du prélèvement. Les analyseurs J22 sont conçus pour une utilisation avec
des systèmes d'extraction ou d'échantillonnage de gaz naturel.
Le J22 utilise la technologie TDLAS pour détecter la présence d'eau (H
échantillons gazeux. La spectroscopie d'absorption est une technique largement
répandue, utilisée pour la mesure d'analytes spécifiques à l'état de traces. Étant
donné que la mesure est réalisée sans contact avec le gaz, la réponse est bien plus
rapide et plus précise et offre, en outre, une fiabilité supérieure aux capteurs
conventionnels à surface sensible qui sont sujets à la contamination.
Dans sa forme la plus simple, un spectromètre d'absorption à diode laser se
compose d'une cellule d'échantillon avec un miroir placé à l'une des extrémités et
un miroir ou une fenêtre à l'extrémité opposée, à travers laquelle passe le faisceau
laser. Se reporter à la  1: à la page 3. Le faisceau laser pénètre dans la cellule où
il est réfléchi par le(s) miroir(s) et effectue plusieurs passages dans l'échantillon
gazeux, puis quitte la cellule où l'intensité du faisceau restant est mesurée par un
détecteur. L'échantillon gazeux circule en continu dans la cellule d'échantillon et
garantit ainsi que l'échantillon est toujours représentatif du flux de process.
Les molécules de l'échantillon gazeux ont chacune des bandes d'absorption
caractéristiques dans le spectre électromagnétique. Lorsque la sortie laser est
réglée à une longueur d'onde spécifique, les molécules avec cette bande
d'absorption absorbent l'énergie du faisceau incident. Autrement dit, tandis que le
faisceau de l'intensité incidente, I
gaz provoque une atténuation du signal avec un coefficient d'absorption ().
D'après la loi de Beer-Lambert, l'intensité restante, I(), telle que mesurée par le
détecteur à la fin du trajet optique (I) / (longueur de la cellule x nombre de
passages), est obtenue par la formule suivante :
où N représente la concentration. Ainsi, le ratio de l'absorbance mesurée quand le
laser est en résonance avec la fréquence d'absorption versus l'absorbance sans
résonance est directement proportionnel au nombre de molécules dans le trajet
optique, ou
(), traverse l'échantillon, l'absorption liée au
0
I    = I – 
  exp    lN
0
1 – I   
------------- - ------------ -
= ln
N
   l I   
0
Analyseur de gaz TDLAS J22
O) dans des
2

,
.
Endress+Hauser
(1)
(2)