تخطي إلى المحتوى 
محلل الغازات بالليزر
بصفتها شركة رائدة عالميًا في مجال الأجهزة التحليلية المتطورة، تقدم شركة Focused Photonics Inc. (FPI) أجهزة تحليل الغازات بالليزر المبتكرة القائمة على التحليل الطيفي لامتصاص الليزر ثنائي الصمام الثنائي القابل للضبط (TDLAS) وتقنيات الليزر المتقدمة الأخرى.
ما هو تحليل الغازات بالليزر؟ المبادئ والتطبيقات في العمليات الصناعية
من خلال استخدام تقنيات خاصة للتحليل الطيفي لامتصاص الليزر الثنائي الصمام الثنائي القابل للضبط (TDLAS)، تقدم FPl نظام LGA لتلبية القياسات في الموقع بدقة عالية واستجابة سريعة وموثوقية قوية وبدون صيانة تقريبًا.
نظام LGA قابل للتطبيق على جميع العمليات الصناعية تقريبًا، وقد ثبتت كفاءته بشكل خاص في الظروف القاسية في مزيج من درجات الحرارة العالية والضغط والغبار والمواد المسببة للتآكل والملوثات. نظام LGA استخدمت على نطاق واسع للتحكم في الاحتراق والسلامة، وتحسين العمليات، واستعادة الطاقة، والبحث العلمي، وكذلك مراقبة البيئة. وحتى الآن، تم استخدام هذه الوحدات في مجالات التعدين والتكرير وتكرير النفط والغاز الطبيعي ومحطة توليد الطاقة وحرق النفايات والأسمنت وغيرها من الحالات التي تتطلب قياس الغاز.
اقرأ المزيدأقل
كيف يعمل محلل الغازات بالليزر؟
ويمر شعاع الليزر من وحدة الإرسال عبر المكدس أو القناة ويتم امتصاصه بواسطة الغاز المقيس. ثم يتم الكشف عن الضوء المخفف بواسطة المستشعر الكهروضوئي في وحدة الاستقبال، ويتم إرسال الإشارة الناتجة إلى وحدة الإرسال وتحليلها للحصول على تركيز الغاز.
ما الفرق بين نظام TDLAS ونظام المراقبة التقليدي عبر الإنترنت؟
البند | محلل الليزر TDLAS | التحليل التقليدي عبر الإنترنت |
القدرة على التكيف | التطبيق على درجات الحرارة العالية والضغط والرطوبة وكثافة الغبار والتآكل. | قابل للتطبيق على درجة الحرارة الثابتة والضغط والغبار الخالي من الغبار |
القياس | قياس في الموقع، قياس مستمر/في الوقت الحقيقي؛ تفريغ الغاز من العينة مجانًا | مع نظام تكييف العينة، القياس المتقطع. |
وقت الاستجابة | سريع، محدود فقط باستجابة الإلكترونيات، أقل من 1 ثانية | بطيء، مقيد بأخذ عينات الغاز، والنقل، واستجابة الأجهزة الإلكترونية 20+ ثانية |
الدقة | متوسط التركيز على طول المسار البصري؛ لا يوجد تداخل تبادلي من أنواع الغازات الأخرى والغبار وتقلبات بارامترات الغاز. | تركيز الغاز عند طرف مسبار أخذ العينات فقط، ويتأثر بتأثير الغاز وامتصاصه، ويتسرب أثناء أخذ عينات الغاز ونقلها؛ التداخل المتقاطع من أنواع الغازات الأخرى والغبار وتقلبات بارامترات الغاز؛ معلومات الغاز المفقودة بسبب الذوبان والامتصاص والتسرب. |
الموثوقية | لا توجد أجزاء متحركة، موثوقة للغاية | العديد من الأجزاء المتحركة، موثوقية منخفضة |
المعايرة والصيانة | المعايرة:＜ 2 مرات/سنة الصيانة: ＜ 2 مرات/سنة | المعايرة: 2-3 مرات/شهريًا الصيانة: متكررة |
تكاليف التشغيل | لا توجد قطع غيار، فقط تكلفة الكهرباء | الكثير من قطع الغيار، حوالي 201 تيرابايت 3 تيرابايت من تكلفة المعدات في السنة. |
مميزات جهاز تحليل الغازات بالليزر من سلسلة FPI TDLAS
لا يوجد تداخل متقاطع
ويتميز طيف الليزر بأحادية اللون الممتازة مع عرض طيفي يصل إلى 0.00 نانومتر، وهو أضيق بكثير من العرض الطيفي لمصادر الضوء الأخرى. وباستخدام التحليل الطيفي ‘أحادي الخط’، يمكن فرز طيف ليزر جيد الاستهداف ليغطي الغاز المقيس فقط دون تداخل طيف جميع الغازات الخلفية.
عدم وجود آثار من الغبار والرطوبة وتلوث النوافذ
تستخدم أجهزة تحليل الغاز TDLAS تقنية المسح الطيفي بالليزر. تقوم الوحدة بمسح دوري للغاز تحت الاختبار بنطاق تردد تعديل أكبر من عرض الخط الطيفي لامتصاص الغاز، بحيث يكون هناك منطقتان مميزتان خلال فترة مسح واحدة. المنطقة الأولى لا تتأثر بامتصاص الغاز وتعطي Td، بينما تتأثر المنطقة الثانية وتعطي Tgd.
ثم يتم حساب نفاذية الغاز قيد الاختبار بدقة بواسطة Tg=Tgd/Td. وبالتالي، يتم استبعاد التداخل من الغبار والتلوث البصري من النافذة الضوئية تلقائيًا.
تعويض درجة الحرارة والضغط التلقائي
عندما تتغير درجة حرارة الغاز والضغط تحت القياس، يتغير عرض وارتفاع شكل موجة الامتصاص، مما يؤثر على دقة القياس. من خلال وجود مدخلات درجة حرارة وضغط عملية تتراوح بين 4 و20 مللي أمبير، يقوم محلل الغاز بالليزر LGA بتعويضها تلقائيًا باستخدام خوارزمية خاصة لضمان دقة القياس.
تطبيقات حلول محلل الغازات بالليزر من FPI
يتم نشر أجهزة تحليل الغازات بالليزر من FPI في مختلف القطاعات الحيوية، مما يوفر بيانات دقيقة تدفع التميز التشغيلي والامتثال التنظيمي. ومع أكثر من 8,000 منشأة عالمية ومبيعات سنوية تتجاوز 2,000 وحدة، تعالج أنظمتنا تحديات متنوعة من العمليات ذات درجات الحرارة العالية إلى المراقبة عن بُعد.
في مجال التكرير ومعالجة الغاز الطبيعي، تراقب أجهزة تحليل FPI الهيدروكربونات وH2S وH3 في وحدات استرداد الكبريت وأفران التكسير. دراسة حالة: في Sinopec، قلل جهازنا LGA-4100 من وقت التوقف عن العمل بمقدار 15% من خلال الكشف عن التسرب في الوقت الفعلي، بما يتماشى مع الطلب المتزايد على مراقبة الميثان في البنية التحتية للغاز.
بالنسبة لأفران الصهر وأفران فحم الكوك، تتعقب الأنظمة أول أكسيد الكربون والأكسجين والهيدروجين لتحسين الاحتراق واستعادة الطاقة، مما يقلل من الانبعاثات والتكاليف في العمليات الكيميائية للفحم.
يضمن تحليل غازات المداخن انبعاثات منخفضة للغاية، مع تصميمات مقاومة للانفجار تتعامل مع بيئات الضغط العالي. ويدعم التكامل مع نظام إدارة البيئة والمياه والبيئة والحوكمة في مجال الطاقة الحرارية وحرق النفايات.
الكشف عن الغازات النزرة في مصانع الكلور وأشباه الموصلات لمنع التلوث، مع وحدات محمولة للاستجابة لحالات الطوارئ.
الاتجاهات الناشئة: التقاط الكربون والمراقبة الذكية
مع تبني الصناعات لأنظمة التقاط الكربون، تقيس أجهزة تحليل FPI ثاني أكسيد الكربون والشوائب بحساسية جزء في البليون. تتيح عمليات التكامل الذكية التحليلات التنبؤية، مما يعكس اتجاهات 2025 في المراقبة البيئية التي تدعم إنترنت الأشياء.
أبلغ العملاء عن تحقيق مكاسب في الكفاءة تصل إلى 251 تيرابايت 3 تيرابايت والامتثال للمعايير العالمية مثل أساليب وكالة حماية البيئة الأمريكية.
لماذا تتفوق FPI في محلل الغازات بالليزر
بدعم من 22 عامًا من البحث والتطوير، وأكثر من 888 براءة اختراع، واستثمار 111 تيرابايت 3 تيرابايت في الابتكار، تتغلب FPI على التحديات التكنولوجية الأساسية لتقديم حلول مستقلة وعالية الأداء. تتفوق أجهزة التحليل الخاصة بنا على منافسينا مثل ABB و Siemens في فعالية التكلفة والقدرة على التكيف.
أسس التدفق: تفريغ كشف TDLAS الخاص ب FPI
تقوم أجهزة التحليل التابعة لـ FPI بتتبع الإشارات الغازية من خلال دقة متعددة الطبقات:
- ضبط الليزر: تقوم الثنائيات بمسح خطوط الامتصاص، واختيار الأطوال الموجية المستهدفة للخصوصية.
- تضخيم المسار: تعمل خلايا هيريوت على توسيع نطاق التفاعل، مما يعزز الإشارة إلى الضوضاء.
- قياس الامتصاص: الصمامات الثنائية الضوئية تلتقط التوهين وعكس قانون بير.
- تكامل الرؤية: يقوم البرنامج بتعويض الضغط، والتصدير عبر الإيثرنت لـ SCADA.
تضمن قناة الليزر هذه، الموضحة في مخططاتنا متعددة المسارات، تدفقات يقظة.
جدول تقنيات TDLAS: تنوع الكشف في FPI
| التقنية | الغازات | الحساسية | ملاءمة النشر | تحسين FPI |
|---|---|---|---|---|
| متعدد الممرات TDLAS | ثاني أكسيد الكربون، NH3 | 0.1 جزء في المليون | خطوط الأنابيب | شفة حاصلة على براءة اختراع للاضطراب |
| ضبط النظائر المشعة | ثاني أكسيد الكربون، الميثان | <0.5 ‰ δ13C | الأفران | شعاع مزدوج للإسناد |
| تعويض الضغط | H2O | ± 0.1% | العادم | التصحيح البارومتري في الوقت الحقيقي |
| انعكاس الذكاء الاصطناعي | متعدد الغازات | <0.5% الانجراف | المفاعلات | التصحيح التلقائي لخط الأساس |
تضيء أشعة الليزر من FPI ضرورات الغازات المتعددة لعام 2025.
محفزات العملية: الآثار الأوسع نطاقاً لمبادرة الشراكة المالية الدولية TDLAS
يحفز FPI TDLAS التحكم: في خطوط الأنابيب، يقلل 15% من نفايات NH3؛ وفي الأفران، يقلل 20% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. وبفضل البروتوكولات المفتوحة وSWaP المنخفضة، تعزز أنظمتنا التوائم الرقمية، وتحسن 25% من مؤشرات العمليات من أجل طاقة مستدامة.
استفسارات التدفق: ستة أجوبة TDLAS
كيف يحقق LGA-4000 دقة جزء في المليون في خطوط الأنابيب المضطربة؟
تقوم الخلايا متعددة المسارات (مسار 100 متر) بتضخيم الإشارات، مع تعويض الاضطراب بالذكاء الاصطناعي لانحراف <0.5%، وفقًا لمعيار ASTM D6348.
ما دور النظائر المشعة في تحديد مصدر التسرب في المصافي؟
تعمل الحزمة المزدوجة δ13C على حل مشكلة ثاني أكسيد الكربون الأحيائي مقابل ثاني أكسيد الكربون الأحفوري، مع دقة إسناد 90% للامتثال لـ LDAR.
كيف يقلل نظام TDLAS من الصيانة في الأفران التي تبلغ حرارتها 1400 درجة مئوية؟
تقلل الشفاه المبردة بالماء والتصميم غير الملامس من التداخلات بواسطة 70%، وفقًا للمواصفة القياسية ISO 6974.
هل يمكن أن تتكامل أجهزة تحليل FPI مع نظام SCADA للإنذارات؟
تقوم Ethernet/Modbus ببث NH3/CO إلى وحدات التحكم المنطقي القابلة للبرمجة، مما يؤدي إلى إيقاف تشغيل 18% بشكل أسرع.
ما المعايرة التي تتوافق مع GB/T 18204 لتحليل الغازات الصناعية؟
تنتج معايير الغازات الناقلة انحيازًا أقل من 0.3 جزء في المليون لأكسيد الهيدروجين H2O، مع التشخيص التلقائي.
كيف تتحمل تقنية FPI TDLAS تدفقات الغاز المتآكل؟
تحافظ البصريات SS316L وتعويض الضغط على خطأ <1% في 50% H2، وفقًا لـ API 618.
طلب معاودة الاتصال
إذا كان لديك أي أسئلة بخصوص خدماتنا، يرجى ملء نموذج الاتصال أدناه.
