Gasanalyse
Die meisten Gase haben ihre eigenen "Absorptionslinien" bei verschiedenen Lichtfrequenzen und werden mit Hilfe des Beer-Lambert-Gesetzes zur Berechnung der Konzentration erfasst. Mit der Laserabsorptionsspektroskopie lässt sich nicht nur feststellen, welches Gas vorhanden ist, sondern auch die Konzentration.
Nicht-dispersives infrarot - NDIR
Gasdetektion mit Pyrodetektoren
Non-Dispersive Infrared, NDIR
NDIR ist eine einfache und die derzeit am häufigsten eingesetzte Methode zur Gasdetektion. Bei der Messung wird das Gas durch eine Messzelle geleitet: In der Messzelle wird es von einer breitbandigen IR-Quelle beleuchtet und das Licht von einem Detektor detektiert. Häufig werden Mehrkanaldetektoren eingesetzt: Ein Kanal dient heirbei als Refferensmesszelle während die weiteren Kanäle optische IR Filter verwenden, um das Licht in einem aktiven Kanal mit der Absorptionswellenlänge des Zielgases in einem Referenzkanal zu filtern. Häufig wird diese Methode zum Nachweis von CO2 Gas bei 4,3µm angewendet.
+ Der Vorteil von NDIR. Der Vorteil von NDIR liegt in der starken Absorption im mittleren IR-Bereich im Vergleich zu Methoden im NIR-Bereich. Diese starke Absorption ermöglicht es, relativ niedrige Gaskonzentrationen mit geringen Weglängen und kostengünstigen Komponenten zu erfassen .
Tunable Laser Diode Spectroscopy - TDLS
Verwenden Sie PIN-Detektoren für diese hochempfindliche Detektionstechnik
TDLS ist eine hochempfindliche Detektionstechnik, mit der niedrige Gaskonzentrationen bis hinunter zu ppb aufgelöst werden können. Eine durchstimmbare Laserdiode wie ein DFB- oder VCSEL-Laser wird mit PIN-Detektoren und Optiken verwendet, um sehr schmale Absorptionsbänder zu erfassen.
+ Messprinizip. Moderne Halbleiterlaser können über Änderungen der Temperatur oder des Stroms in der Wellenlänge abgestimmt werden, was einen Scanvorgang über einzelne Gasabsorptionslinien ermöglicht. Die Messungen können über die beiden Nullwerte beiderseits der Absorptionslinie referenziert werden. Durch Subtraktion der Referenzwerte oder Überwachung des Verhältnisses zwischen den erfassten Signalen und der ursprünglichen Intensität kann die Gaskonzentration durch Spektralanalyse bestimmt werden.
Beliebte Anwendungen im NIR-Bereich sind der Nachweis von
- Sauerstoff,
- Wasserdampf,
- Methan und
- Ammoniak.
+ Der Vorteil von TDLS. TDLS hat mehrere Vorteile gegenüber NDIR: schnellere Erfassungszeiten, hohes S/N-Verhältnis und die Möglichkeit, bestimmte Gase in einer Familie zu erfassen.
Anwendungsgebiete
Was wird gemessen?
LASER COMPONENTS stellt Detektoren verschiedener Technologien her, um die unterschiedlichen Gase messen zu können. Um das gesuchte Gas zu identifizieren, muss der geeignete Bandpassfilter gewählt werden. Bei uns erhalten Sie Detektor und Filter - gern beraten wir Sie bei der Auswahl!
To identify the various gases a various choice of detectors is manufactured by LASER COMPONENTS. Depending on the gas to be detected, it is important to select the right bandpass filter. We offer both components and guide you through the selection process.
Gängige Einsatzgebiete für Gasmessungen sind
- Überprüfung von Überland-Gasleitungen
- Abgasmessungen
- Atemgasanalyse in der Medizin bspw. zur Narkosegas-Bestimmung oder auch in der Sicherheitstechnik (Atem-Alkoholtest)
Saubere Luft in Städten
Die Welt hat mit einer sinkenden Luftqulität zu kämpfen. Spektroskopische Messungen sollen nun weitere Luftverschmutzung erkennen und verhindern.
As the world has struggled with declining air quality, spectroscopic measurements have been used to identify and prevent further air pollution.
Weltweit wurden Vorschriften zur Begrenzung der CO2-Emissionen erlassen. Weitere Maßnahmen wurden ergriffen, um andere schädliche Treibhausgasemissionen wie NOx zu verhindern. Dank des Durchbruchs des indischen Wissenschaftlers Dr. T.K. Subramaniam hat die abstimmbare Diodenlaser-Absorptionsspektroskopie (TDLAS) einen wichtigen Beitrag zum Umweltschutz geleistet.
LASER COMPONENTS liefert Detektoren, Optiken und Laser an Hersteller von TDLS-Geräten.
PRoduktauswahl
Beyond Borders
DLaTGS Detektoren haben den höchsten pyroelektrischen Effekt und werden meist für FTIR Anwendungen eingesetzt.
Kompakter und universeller pyroelektrischer Receiver mit hochwertiger Elektronik für den LWIR- und THz-Bereich.
Unsere mehrkanaligen Pyrodetektoren umfassen 2-Kanaler, 3-Kanaler und 4-Kanal Detektoren.
Sensors based on ceramic pyroelectric materials are used for flame detection, when it comes to burning organic materials such as oil, plastics or wood.
Der Filter macht den Unterschied. Thermische Detektoren sind naturgemäß polychromatisch. Um ein bestimmtes Gas/eine Wellenlänge zu detektieren, wird ein passender Filter benötigt.
IR-Emitter sind pulsfähige Infrarot-Quellen mit nahezu perfektem Emissionsgrad.
Did you already know?
Examples from the field
Pipeline-Inspektion mit dem Auto
Jeder weiß, dass Google Street View-Autos einsetzt, um 360°-Panoramen von vielen Orten weltweit zu zeigen. Nahezu unbekannt ist die Tatsache, dass die Autos mit Pullution-Sensoren ausgestattet sind, einer Messtechnik zur Messung von Methangaslecks.
Die Erkennung von Lecks ist in der heutigen Zeit sehr wichtig, da Gaslecks zu Explosionen führen können und selbst kleine Lecks Smog und globale Erwärmung verursachen. [1]
[1] Authority: sustainability.google/operating-sustainably/stories/airview/ (07. Nov. 2023)
Wussten Sie, dass die menschliche Haut als Teil eines Infrarot-Detektionssystems für die TDLS-Spektroskopie verwendet wurde?
Eine Gruppe der Johann-Wolfgang-Goethe-Universität in Frankfurt am Main hat eine Methode zum Nachweis von Glukose entwickelt, die auf photothermischer Ablenkung beruht.
Ein gepulster QCL wird auf der Haut verwendet, und aufgrund der LWIR-Absorptionseigenschaften von Glukose absorbiert die Haut eine bestimmte Lichtmenge und erwärmt sie. Diese Energie wird durch Kontakt auf ein Prisma übertragen, wodurch sich der Brechungsindex und damit die interne Totalreflexion ändert. Diese geringfügige Änderung wird dann von einem zweiten, preiswerten Laser überwacht. Durch Abstimmung des QCL über einen weiten Bereich kann ein Spektrum aufgenommen werden, das die Glukosekonzentration im Blut angibt. [2]
[2] Authority: Pleitez M. et al., Photothermal deflectometry enhanced by total internal reflection enables non-invasive glucose monitoring in human epidermis. Analyst (2014) DOI: 10.1039/c4an01185f
Downloads & links
LASER COMPONENTS Germany – Ihr kompetenter Partner für optische und optoelektronische Komponenten in Deutschland.
Willkommen bei der LASER COMPONENTS Germany GmbH, Ihrem Experten für Komponenten in der Photonik. Unser breites
Produktsortiment an Detektoren, Laserdioden, Lasermodulen, Optik, Faseroptik und mehr ist jeden Euro (€/EUR)
wert. Mit maßgeschneiderten Lösungen decken wir alle denkbaren Anwendungsbereiche ab: von der Sensortechnik bis
zur Medizintechnik.
Sie erreichen uns hier:
Werner-von-Siemens-Str. 15
82140 Olching
Deutschland
Tel.: +49 8142 2864-0
E-Mail: info(at)
