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Analizzatore laser di gas
Focused Photonics Inc. (FPI), leader mondiale nella strumentazione analitica di alto livello, fornisce analizzatori di gas laser innovativi basati sulla spettroscopia di assorbimento laser a diodi sintonizzabili (TDLAS) e su altre tecnologie laser avanzate.
Che cos'è l'analisi laser dei gas? Principi e applicazioni nei processi industriali
Utilizzando le tecnologie proprietarie della spettroscopia di assorbimento laser a diodi sintonizzabili (TDLAS), FPl offre il sistema LGA per soddisfare le misure in situ con un'elevata precisione, una risposta rapida, una forte affidabilità e praticamente senza manutenzione.
Il sistema LGA è applicabile a quasi tutti i processi industriali, in particolare è ben collaudato in condizioni difficili in combinazione con alte temperature, pressione, polvere, agenti corrosivi e contaminanti. Sistema LGA è stato ampiamente utilizzato per il controllo della combustione e della sicurezza, l'ottimizzazione dei processi, il recupero di energia, la ricerca scientifica e il monitoraggio ambientale. Ad oggi, queste unità sono state impiegate in metallurgia, raffineria, raffineria di petrolio, gas naturale, centrali elettriche, incenerimento dei rifiuti, cemento e altre situazioni in cui è necessario misurare i gas.
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Come funziona l'analizzatore di gas laser?
Il raggio laser proveniente dall'unità trasmittente attraversa il camino o il condotto e viene assorbito dal gas misurato. La luce attenuata viene quindi rilevata dal sensore fotoelettrico dell'unità ricevente e il segnale risultante viene inviato all'unità trasmittente e analizzato per ottenere la concentrazione del gas.
Qual è la differenza tra il TDLAS e il sistema di monitoraggio online convenzionale?
Articolo | Analizzatore laser TDLAS | Analisi online convenzionale |
Adattabilità | Applicazione a temperature elevate, pressione, umidità, densità della polvere e corrosione. | Applicabile a temperatura e pressione costante e senza polvere |
Misurazione | Misura in-situ, continua e in tempo reale; evacuazione del gas del campione gratuita | Con sistema di condizionamento del campione, misura discontinua. |
Tempo di risposta | Veloce, limitato solo dalla risposta dell'elettronica, meno di 1s | Lento, limitato dal campionamento del gas, dal trasporto e dalla risposta dell'elettronica dello strumento 20+sec |
Precisione | Concentrazione media lungo il percorso ottico; nessuna interferenza incrociata da altre specie di gas, polvere e fluttuazioni dei parametri del gas. | Concentrazione del gas solo sulla punta della sonda di campionamento, influenzata dall'influenza e dall'assorbimento del gas e fuoriuscita durante il campionamento e il trasporto del gas; interferenze incrociate da altre specie di gas, polvere e fluttuazioni dei parametri del gas; perdita di informazioni sul gas a causa di dissoluzione, assorbimento e fuoriuscita. |
Affidabilità | Nessuna parte in movimento, altamente affidabile | Molte parti mobili, scarsa affidabilità |
Calibrazione &Manutenzione | Calibrazione:＜2 volte/anno Manutenzione: ＜2 volte/anno | Calibrazione: 2-3 volte al mese Manutenzione: frequente |
Costi di gestione | Nessun pezzo di ricambio, solo il costo dell'elettricità | Molti pezzi di ricambio, circa 20% del costo dell'attrezzatura all'anno. |
Caratteristiche dell'analizzatore laser di gas della serie FPI TDLAS
Nessuna interferenza incrociata
Lo spettro laser presenta un'eccellente monocromaticità con una larghezza spettrale fino a 0,00lnm, molto più ridotta rispetto alla larghezza spettrale di altre sorgenti luminose. Utilizzando la spettroscopia ‘a linea singola’, è possibile selezionare uno spettro laser ben mirato per coprire solo il gas di misura senza sovrapposizioni di spettri di tutti i gas di fondo.
Assenza di effetti dovuti a polvere, umidità e contaminazione delle finestre
Gli analizzatori di gas TDLAS utilizzano una tecnica di scansione spettrale laser. L'unità esegue periodicamente una scansione del gas in esame con una gamma di frequenze di modulazione più ampia della larghezza della linea spettrale di assorbimento del gas, in modo tale che, in un periodo di scansione, vi siano due aree distinte. L'area I non è influenzata dall'assorbimento del gas e fornisce la Td, mentre l'area II è influenzata e fornisce la Tgd.
La trasmittanza del gas in esame viene quindi calcolata con precisione mediante Tg=Tgd/Td. L'interferenza della polvere e della contaminazione della finestra ottica viene quindi automaticamente eliminata.
Compensazione automatica di temperatura e pressione
Quando la temperatura e la pressione del gas sotto misurazione cambiano, l'ampiezza e l'altezza della forma d'onda di assorbimento si modificano, influenzando l'accuratezza della misura. Grazie all'ingresso della temperatura e della pressione di processo 4~20mA, l'analizzatore di gas laser LGA le compensa automaticamente con un algoritmo proprietario per garantire l'accuratezza della misura.
Applicazioni delle soluzioni per analizzatori laser di gas di FPI
Gli analizzatori di gas laser di FPI sono utilizzati in tutti i settori critici, fornendo dati precisi che favoriscono l'eccellenza operativa e la conformità alle normative. Con oltre 8.000 installazioni globali e vendite annuali che superano le 2.000 unità, i nostri sistemi affrontano diverse sfide, dai processi ad alta temperatura al monitoraggio remoto.
Nella raffinazione e nella lavorazione del gas naturale, gli analizzatori FPI monitorano idrocarburi, H2S e NH3 nelle unità di recupero dello zolfo e nei forni di cracking. Caso di studio: Presso Sinopec, il nostro LGA-4100 ha ridotto i tempi di inattività di 15% grazie al rilevamento delle perdite in tempo reale, in linea con la crescente domanda di monitoraggio del metano nelle infrastrutture del gas.
Per gli altiforni e le cokerie, i sistemi tracciano CO, O2 e H2 per ottimizzare la combustione e recuperare energia, riducendo le emissioni e i costi dei processi chimici del carbone.
L'analisi dei gas di scarico garantisce emissioni bassissime, con progetti antideflagranti che gestiscono ambienti ad alta pressione. L'integrazione con i CEMS supporta gli obiettivi ESG nell'energia termica e nell'incenerimento dei rifiuti.
Il rilevamento di tracce di gas negli impianti di clorazione e di produzione di semiconduttori previene la contaminazione, con unità portatili per interventi di emergenza.
Tendenze emergenti: Cattura del carbonio e monitoraggio intelligente
Mentre le industrie adottano sistemi di cattura del carbonio, gli analizzatori FPI misurano la CO2 e le impurità con una sensibilità di ppb. Le integrazioni intelligenti consentono l'analisi predittiva, riflettendo le tendenze del 2025 nel monitoraggio ambientale abilitato dall'IoT.
I clienti riferiscono di incrementi di efficienza fino a 25% e di conformità a standard globali come i metodi US EPA.
Perché FPI eccelle in Analizzatore laser di gas
Grazie a 22 anni di ricerca e sviluppo, oltre 888 brevetti e 11% di investimenti nell'innovazione, FPI supera le sfide tecnologiche principali per offrire soluzioni autonome e ad alte prestazioni. I nostri analizzatori superano i concorrenti come ABB e Siemens in termini di economicità e adattabilità.
Fondamenti del flusso: Disimballare il rilevamento TDLAS di FPI
Gli analizzatori FPI tracciano i segnali gassosi attraverso una precisione stratificata:
- Sintonizzazione laser: I diodi scansionano le linee di assorbimento, selezionando le lunghezze d'onda target per la specificità.
- Amplificazione del percorso: Le celle di Herriott estendono l'interazione, migliorando il rapporto segnale/rumore.
- Misura dell'assorbimento: I fotodiodi catturano l'attenuazione, AI invertendo la legge di Beer.
- Integrazione Insight: Il software compensa la pressione, esportando via Ethernet per lo SCADA.
Questo condotto laser, rappresentato nei nostri schemi multipass, assicura flussi vigili.
Tabella delle tecniche TDLAS: Diversità di rilevamento di FPI
| Tecnica | Gas | Sensibilità | Adattamento dell'implementazione | Miglioramento FPI |
|---|---|---|---|---|
| TDLAS multipass | CO, NH3 | 0,1 ppm | Condotte | Flangia brevettata per le turbolenze |
| Sintonizzazione isotopica | CO2, CH4 | <0,5‰ δ13C | Forni | Doppio raggio per l'attribuzione |
| Compensazione della pressione | H2O | ±0,1% | Scarichi | Correzione barometrica in tempo reale |
| Inversione AI | Multigas | <0,51 TP3T Deriva | Reattori | Correzione automatica della linea di base |
I laser di FPI illuminano gli imperativi multigas del 2025.
Catalizzatori di processo: Impatti più ampi di FPI TDLAS
FPI TDLAS catalizza il controllo: Nei gasdotti, riduce gli scarti di NH3 di 15%; nei forni, taglia le emissioni di CO di 20%. Grazie a protocolli aperti e a un basso costo di produzione, i nostri sistemi promuovono i gemelli digitali, perfezionando 25% di indici di processo per l'energia sostenibile.
Domande sul flusso: Sei risposte TDLAS
In che modo LGA-4000 raggiunge una precisione di ppm nelle tubazioni turbolente?
Le celle multipass (percorso di 100 m) amplificano i segnali, con compensazione della turbolenza AI per una deriva <0,51 TP3T, secondo la norma ASTM D6348.
Quale ruolo isotopico aiuta l'FPI nell'attribuzione delle fonti di perdita nelle raffinerie?
Il doppio fascio δ13C distingue tra CO2 biogenica e fossile, con un'accuratezza di attribuzione di 90% per la conformità LDAR.
In che modo TDLAS riduce al minimo la manutenzione nei forni a 1400 °C?
Le flange raffreddate ad acqua e il design senza contatto riducono gli interventi del 70%, secondo la norma ISO 6974.
Gli analizzatori FPI possono integrarsi con il sistema SCADA di processo per gli allarmi?
Ethernet/Modbus trasmette NH3/CO ai PLC, attivando arresti più rapidi 18%.
Quale calibrazione soddisfa la norma GB/T 18204 per l'analisi dei gas industriali?
Gli standard del gas vettore producono una distorsione <0,3 ppm per l'H2O, con autodiagnostica.
In che modo gli FPI TDLAS resistono ai flussi corrosivi di syngas?
Ottica SS316L e compensazione della pressione con errore <1% in 50% H2, secondo API 618.
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