Principe De Fonctionnement Et Construction Du Système - Endress+Hauser J22 TDLAS Information Technique

J22 TDLAS Gas Analyzer
Principe de mesure
Fonctionnement des analyseurs
Endress+Hauser
Principe de fonctionnement et construction du système
L'analyseur J22 fonctionne dans l'infrarouge proche à courte longueur d'onde. Chaque
spectromètre est composé d'une source lumineuse à diode accordable, d'une cellule d'échan-
tillon 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 d'échantillons (SCS) est disponible en option avec l'analyseur de
gaz TDLAS J22. Le SCS a été spécialement conçu pour délivrer un flux d' é chantillon repré-
sentatif 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 spectroscopie d'absorption infrarouge par diode laser accordable (TDLAS) de
SpectraSensors pour détecter la présence d' e au (H
spectroscopie d'absorption est une technique largement répandue, utilisée pour la mesure
d'analytes spécifiques à l' é tat 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' é chantillon 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 – Vue en coupe du
spectromètre de l'analyseur de gaz TDLAS J22. Le faisceau laser pénètre dans la cellule où il
est réfléchi par le(s) miroir(s) et effectue plusieurs passages dans l' é chantillon 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
l'échantillon, l'absorption liée au gaz provoque une atténuation du signal avec un coefficient
d'absorption s(l). D'après la loi de Beer-Lambert, l'intensité restante, I(l), 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 :
I  ( )  ( )exp
= I
0
(1)
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 direct-
ement proportionnel au nombre de molécules dans le trajet optique, ou
–
1
------------- -
N = ln
  ( )l
(2)
2
–    ( )lN 
,
I  ( )
------------ -
 ( )
I
0
.
O) dans les échantillons gazeux. La
(l), traverse
0
3