Qu'est-ce que la spectroscopie d'absorption par laser à diode accordable (TDLAS) ? Première partie

Une introduction au TDLAS et à son utilisation pour mesurer l'humidité dans les gaz

Il existe plusieurs méthodes de mesure de la vapeur d'eau dans les gaz de traitement.  La plupart sont disponibles depuis un certain temps et comprennent le miroir refroidi, les capteurs à oxyde métallique céramique et le cristal de quartz.  Toutefois, une nouvelle technologie est apparue plus récemment, basée sur l'utilisation de la lumière laser pour détecter la concentration de vapeur d'eau dans un flux gazeux.  Il s'agit de la spectroscopie d'absorption par laser à diode accordable, ou TDLAS en abrégé.   

Mais qu'est-ce que la TDLAS et comment fonctionne-t-elle ? 

Qu'est-ce que le TDLAS ? 

En termes simples, un analyseur TDLAS fonctionne en projetant un faisceau de lumière infrarouge à travers un échantillon de gaz contenu dans une cellule de mesure.  Le laser et un détecteur sont situés à une extrémité de la cellule.  Une surface réfléchissante se trouve à l'autre extrémité, permettant à la lumière de rebondir du laser vers le détecteur.  Les molécules d'eau présentes dans le gaz absorbent un pourcentage de l'énergie lumineuse à certaines longueurs d'onde.  La quantité d'énergie perdue est mesurée au niveau du détecteur, où elle est représentée par une perte de couleur sur l'ensemble du spectre, connue sous le nom de raies d'absorption.  L'intensité de ces lignes est proportionnelle à la concentration de vapeur. 

Les premiers analyseurs TDLAS remontent au début des années 1970, avec des instruments qui étaient à l'origine produits pour des laboratoires universitaires spécialisés et des applications de recherche, telles que la surveillance atmosphérique.  Le développement de la technologie a d'abord été limité par la nature des sources laser disponibles.  Il s'agissait de diodes laser à sels de plomb avec des détecteurs construits en sélénium de plomb ou en tellurure de mercure et de cadmium, qui devaient être refroidis à des températures cryogéniques pour fonctionner de manière fiable. 

Au cours des décennies suivantes, la croissance rapide des industries des télécommunications a conduit au développement de technologies laser de plus en plus sophistiquées, tandis que l'arrivée de nouveaux fabricants sur le marché a contribué à créer des produits commercialement disponibles à des coûts réalistes.  Aujourd'hui, il est devenu courant d'utiliser les derniers lasers à diode accordables dans le proche infrarouge pour la détection spectroscopique des gaz. 

Comme leur nom l'indique, ces instruments peuvent facilement être accordés sur des longueurs d'onde ciblées avec précision, ce qui permet de détecter des molécules spécifiques dans un échantillon de gaz ; en pratique, cela signifie qu'une seule ligne d'absorption peut être résolue.  Ils fournissent également une lumière cohérente, ce qui leur permet d'être utilisés avec des échantillons fortement chargés en particules, tout en offrant une excellente sensibilité jusqu'à des niveaux de ppm, avec une précision de l'ordre de 1 % de la lecture.  Ils fonctionnent à température ambiante et sont normalement stables et fiables, ce qui signifie qu'ils ont une longue durée de vie.  Cela les rend idéaux, par exemple, pour les applications critiques telles que le traitement du gaz naturel et le transport.  

L'OptiPEAK TDL600 de Michell Instruments

Chez Michell Instruments, nous fabriquons des analyseurs TDLAS avancés depuis de nombreuses années.  Notre dernier modèle est l'OptiPEAK TDL600, qui a été développé principalement pour la mesure de l'humidité dans des compositions variables de gaz naturel et de biométhane. 

L'OptiPEAK TDL600 combine les progrès les plus récents de la technologie des lasers à diode accordables avec de puissantes capacités de traitement des signaux.  Il en résulte un instrument robuste, fiable et extrêmement précis, même dans les applications les plus exigeantes, telles que les concentrations de méthane fluctuantes ou les mesures dans les gaz acides. 

En bref, l'OptiPEAK TDL600 offre : 

En savoir plus sur l'OptiPEAK TDL600

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Surveillez notre prochain blog sur le TDLAS, où nous approfondirons le fonctionnement de cette technologie et verrons comment elle peut être utilisée pour détecter la vapeur d'eau dans les gaz de traitement.

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