レーザー式ガス分析装置
フォーカスト・フォトニクス社(FPI)は、ハイエンド分析機器分野におけるグローバルリーダーとして、波長可変ダイオードレーザー吸収分光法(TDLAS)およびその他の先進的なレーザー技術に基づく革新的なレーザーガス分析装置を提供しています。.
レーザーガス分析とは何か? 産業プロセスにおける原理と応用
FPlは、独自のチューナブルダイオードレーザー吸収分光法(TDLAS)技術を活用し、高精度・高速応答・高い信頼性を備え、実質的にメンテナンスフリーのLGAシステムを提供し、現場での測定要求を満たします。.
LGAシステムはほぼ全ての産業プロセスに適用可能であり、特に高温・高圧・粉塵・腐食性物質・汚染物質が混在する過酷な環境下での実績が豊富です。8,000台以上の導入実績を基盤に、 LGAシステム 燃焼制御・安全制御、プロセス最適化、エネルギー回収、科学研究、環境モニタリングなど幅広い用途で活用されてきた。これまでに、これらの装置は冶金、製油所、石油精製所、天然ガス、発電所、廃棄物焼却、セメントなど、ガス測定が必要な様々な現場で導入されている。.
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レーザーガス分析器はどのように機能するのか?
送信ユニットからのレーザービームは、煙突やダクト設備を横切り、測定対象ガスに吸収される。減衰した光は受信ユニット内の光電センサーによって検出され、生成された信号は送信ユニットに送り返され、ガス濃度を算出するために解析される。.
TDLASと従来のオンライン監視システムの違いは何ですか?
項目 | TDLASレーザー分析装置 | 従来型オンライン分析 |
適応性 | 高温、高圧、湿気、粉塵濃度、および腐食への適用。. | 定温・定圧・無塵環境下での適用 |
測定 | その場での連続/リアルタイム測定;サンプルガスの排気が不要 | サンプル調製システムによる不連続測定。. |
応答時間 | 高速、電子機器の応答速度のみに制限され、1秒未満 | ガスサンプリング、輸送、機器の電子回路応答による制限で遅延、20秒以上 |
精度 | 光路に沿った平均濃度;他のガス種、塵、ガスパラメータ変動による交差干渉なし。. | サンプリングプローブ先端部におけるガス濃度のみが測定対象であり、ガス影響や吸収の影響を受け、ガスサンプリング及び輸送中に漏洩する;他のガス種、塵埃、ガスパラメータ変動による相互干渉;溶解、吸収、漏洩によるガス情報の損失。. |
信頼性 | 可動部品がなく、信頼性が高い | 多くの可動部品、信頼性が低い |
校正 &保守 | 校正:<年2回 メンテナンス:<年2回 | 校正:月2~3回 メンテナンス:頻繁 |
運営コスト | 予備部品なし、電気代のみ | 多くの予備部品があり、年間設備コストは約20%です。. |
FPI TDLASシリーズ レーザー式ガス分析装置の特徴
相互干渉なし
レーザースペクトルは優れた単色性を特徴とし、スペクトル幅は0.00nmまで狭く、他の光源のスペクトル幅よりもはるかに狭い。単線分光法を利用することで、測定対象ガスのみをカバーし、全ての背景ガスのスペクトルと重ならないように、的確に選択されたレーザースペクトルを抽出できる。.
ほこり、湿気、窓の汚れによる影響なし
TDLASガス分析装置はレーザースペクトル走査技術を採用している。本装置は測定対象ガスを、ガス吸収スペクトル線幅よりも広い変調周波数範囲で周期的に走査する。これにより1走査周期内に2つの特徴的な領域が生じる。領域Iはガス吸収の影響を受けずTd値を、領域IIは影響を受けてTgd値を提供する。.
試験対象ガスの透過率はTg=Tgd/Tdにより正確に算出される。これにより、塵や光学窓の汚染による干渉は自動的に排除される。.
自動温度・圧力補償
測定対象のガス温度と圧力が変化すると、吸収波形の幅と高さが変化し、測定精度に影響を及ぼします。LGAレーザーガス分析装置は4~20mAのプロセス温度・圧力入力を備え、独自のアルゴリズムによりこれらを自動補正することで測定精度を確保します。.
FPIのレーザーガス分析ソリューションの応用例
FPIのレーザーガス分析装置は重要分野に導入され、業務の卓越性と規制順守を推進する精密なデータを提供します。世界中で8,000台以上の設置実績と年間2,000台を超える販売実績を誇り、高温プロセスから遠隔監視まで多様な課題に対応します。.
石油精製および天然ガス処理において、FPI分析装置は硫黄回収装置や分解炉内の炭化水素、H2S、NH3を監視します。事例研究:中国石油化工(シノペック)では、当社のLGA-4100がリアルタイム漏洩検知によりダウンタイムを15%削減。ガスインフラにおけるメタン監視需要の高まりに対応しています。.
高炉およびコークス炉向けに、CO、O2、H2を監視するシステムを導入し、燃焼を最適化してエネルギーを回収。これにより石炭化学プロセスにおける排出量とコストを削減します。.
排ガス分析により超低排出を実現し、防爆設計で高圧環境に対応。CEMSとの統合により、火力発電および廃棄物焼却におけるESG目標を支援します。.
塩素処理施設および半導体製造工場における微量ガス検知は汚染を防止し、緊急対応用の携帯型装置を備える。.
新たな潮流:炭素回収とスマート監視
産業が炭素回収システムを導入する中、FPI分析装置はppbレベルの感度でCO2と不純物を測定します。スマート統合により予測分析が可能となり、IoT対応環境モニタリングにおける2025年のトレンドを反映しています。.
クライアントからは最大25%の効率向上と、米国環境保護庁(EPA)手法などの国際基準への準拠が報告されています。.
FPIが優れている理由 レーザー式ガス分析装置
22年にわたる研究開発、888件以上の特許、そして111兆ペソの収益をイノベーションに投資してきた実績を背景に、FPIは中核技術課題を克服し、自律的で高性能なソリューションを提供します。当社の分析装置は、コスト効率性と適応性においてABBやシーメンスなどの競合他社を上回っています。.
ストリーム基礎:FPIのTDLAS検出の解明
FPIの分析装置は、多層精密技術により気体信号を追跡します:
- レーザー調整ダイオードは吸収線を走査し、特異性のために標的波長を選択する。.
- 経路増幅ヘリオット細胞は相互作用を拡大し、信号対雑音比を向上させる。.
- 吸収測定フォトダイオードが減衰を捕捉し、AIがビール法を反転させる。.
- インサイト統合ソフトウェアは圧力を補正し、イーサネット経由でSCADAへデータを送信する。.
このレーザー導管は、当社のマルチパス回路図に示されている通り、厳重なビーム流を確保します。.
TDLAS技術一覧表:FPIの検出多様性
| 技法 | ガス | 感度 | 展開適合性 | FPI強化 |
|---|---|---|---|---|
| マルチパス TDLAS | 一酸化炭素、アンモニア | 0.1 ppm | パイプライン | 特許取得済み乱流用フランジ |
| 同位体チューニング | 二酸化炭素、メタン | 0.5‰未満のδ13C | 炉 | アトリビューションのためのデュアルビーム |
| 圧力補償 | H₂O | ±0.1% | 排気 | リアルタイム気圧補正 |
| AI反転 | マルチガス | <0.5%ドリフト | 原子炉 | ベースライン自動補正 |
FPIのレーザーが2025年の多ガス検知の重要性を照らし出す。.
プロセス触媒:FPI TDLASの広範な影響
FPI TDLASが制御を促進:パイプラインでは15%のNH3廃棄物を削減、炉内では20%のCO排出を低減。オープンプロトコルと低SWaPにより、当社のシステムはデジタルツインを構築し、持続可能なエネルギーのための25%のプロセス指標を最適化します。.
ストリームクエリ:TDLASによる6つの回答
LGA-4000は乱流パイプラインにおいてppm精度をどのように達成するのか?
マルチパスセル(100m経路)は信号を増幅し、ASTM D6348に基づき、0.5%未満のドリフトを実現するAI乱流補償機能を備える。.
精製所におけるFPIの漏洩源特定を助ける同位体の役割とは何か?
デュアルビームδ13C分析により生物起源CO2と化石起源CO2を分離、LDAR規制適合のための90%帰属精度を実現。.
TDLASは1400°Cの炉において、どのようにメンテナンスを最小限に抑えるのですか?
水冷式フランジと非接触設計により、ISO 6974に基づき70%の介入を削減します。.
FPIアナライザは、アラームのためにプロセスSCADAと統合できますか?
イーサネット/ModbusがNH3/COをPLCにストリーミングし、18%の高速シャットダウンをトリガーする。.
工業用ガス分析において、GB/T 18204に適合する校正とは何か?
キャリアガス標準は、自己診断機能によりH₂Oに対して0.3ppm未満のバイアスを生じる。.
FPI TDLASは腐食性合成ガス流をどのように耐えるのか?
SS316L製光学系及び圧力補償機構は、API 618に準拠し、50% H2環境下において<1%の誤差を維持する。.
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