激光氣體分析儀在鋼鐵行業的應用分析

倪田雨

（中鋼集團工程設計研究院有限公司，北京 100080）

當前鋼鐵企業一般采用的都是在線氣體分析的形式進行氣體檢測，所使用的儀器一般都是使用在線氣體分析儀來開展氣體檢測，氣體采樣方式是采用探頭來獲取氣體樣本，并針對氣體樣本開展分析。但冶煉氣體當中往往存在很多水分以及粉塵，需要在祛除水分和粉塵的基礎上，才能夠開展在線氣體檢測。在當前冶煉技術的進步下，氣體檢測的要求也不斷提升。本文將針對激光氣體分析儀在鋼鐵行業的應用進行詳細分析。

1 激光氣體分析儀原理

我國當前的激光氣體分析儀器已經發展和進步到了一定階段，自身的技術體系也相對較為完善。在激光氣體分析儀器當中，最為關鍵的技術手段便是可調諧半導體激光吸收光譜測量技術。在此種技術支撐下，能夠利用激光能量對被檢測氣體進行選頻，通過吸收光譜技術的形式，針對光譜的分辨率進行展現，以便于直觀展現出不通氣體的實際濃度。該技術特點便是具備特定波長激光束，利用光束來展現出激光強弱變化。被檢測氣體的濃度與吸收譜先的能量吸收激光強度成正比[1]。所以，在實際開展鋼鐵冶煉生產氣體檢測的過程中，可以通過激光氣體分析的手段，針對被檢測氣體濃度進行分析。

2 激光氣體分析儀結構與關鍵技術

2.1 激光氣體分析儀結構

激光氣體分析一般是由發射裝置、接收裝置、吹掃裝置和中央分析儀器等內容所構成的，其主要的結構如圖1所示。

圖1 （激光氣體分析儀結構示意圖）

在激光氣體分析儀當中，通過發射裝置所發出的特定頻率，當被檢測氣體通過煙道這一過程當中，在傳感器的作用下，接收單元便可以將被檢測氣體的信息進行接收。針對氣體接收單元來說，其中包含了氣體數據采集、數據分析及控制、半導體激光驅動等環節來實驗被檢測氣體檢測工作，隨后進行被檢測氣體數據輸出[2]。

2.2 激光氣體分析儀關鍵技術

（1）單線光譜技術

傳統非色散紅外光譜技術的光源相對較寬，并且光譜的范圍除了被檢測氣體所呈現的吸收光譜之外，還存在很多其他背景光譜等諸多內容[3]。所以，在此基礎上，光源所發出的光譜不僅能吸收被檢測氣體的光譜，而且還可以吸收背景線譜等諸多內容，容易造成測量不精準等諸多現象。為了切實有效的保障激光氣體分析儀的精準程度，激光氣體分析儀首選的被測氣體是特定波長的某一個吸收光普線。

（2）激光掃描技術

激光掃描技術是在傳統緋色散紅外氣體分析技術固定波光源的基礎上，改良優化的檢測手段。傳統激光掃描技術使用固定波長光源，獲得的結果當中存在通道粉塵、視窗和氣體的總透光率等諸多內容，在此基礎上，會直接影響氣體濃度檢測的正確率[4]。針對此種情況來說，激光掃描技術可以通過調制激光頻率或者激光波長，有效的辨別出被檢測氣體當中不同成分的光譜特點，來有針對性提取氣體檢測工作所需要的數據信息。結合氣體當中不同成分的激光頻率掃描范圍，將粉塵以及氣體劃分到不同光譜衰減區域。這樣便可以在不被氣體吸收的譜線衰減區域當中獲取到粉塵和水分的光譜透光率信息，而在氣體吸收譜線衰減區域當中，獲得被檢測氣體濃度的總透光率，有效實現氣體濃度檢測。

3 激光氣體分析儀性能

激光氣體分析儀能夠規避自動修正粉塵視窗污染對氣體檢測結果的影響。切實增強了測量的準確性，其優勢主要呈現在以下幾個層面。①不需要預處理系統，保障了系統運行的便捷性。②測量方法具備連續性，并且無需采樣便可以實施進行測量。③適應多種氣體環境，針對高溫、高水分、高流動、強腐蝕等諸多環境的適應力相對較強。④響應速度相對較快，儀表數據處理時間非常短。⑤具備可靠性優勢，激光氣體分析儀不存在移動器件，可靠性非常高，并且維護量小。

4 結束語

總而言之，鋼鐵冶煉工作開展氣體檢測工作的意義重大。在實際開展氣體檢測的過程中，激光氣體分析儀能夠有效規避傳統檢測工作存在的弊端，有效的解決了背景氣體交叉干擾、粉塵視窗污染等內容對氣體測量的干擾，在檢測精準度、可靠度、便捷性等層面上都存在優勢。在實際開展激光氣體分析儀使用的過程中，應充分了解激光氣體分析儀使用特點，并有針對性的開展氣體測量，對鋼鐵生產工藝優化、能源回收打下良好基礎保障。