Cos'è la spettroscopia di assorbimento laser a diodi sintonizzabili (TDLAS)?

Un'introduzione al TDLAS e al suo utilizzo per la misurazione dell'umidità nei gas

Ci sono vari metodi per misurare il vapore acqueo nei gas di processo.  La maggior parte di essi è disponibile da tempo e comprende lo specchio refrigerato, i sensori ceramici ad ossido di metallo e il cristallo di quarzo.  Più recentemente, tuttavia, è emersa una nuova tecnologia basata sull'uso della luce laser per rilevare la concentrazione di vapore acqueo in un flusso di gas.  Si tratta della cosiddetta spettroscopia di assorbimento laser a diodi sintonizzabili, o TDLAS.   

Ma cos'è il TDLAS e come funziona? 

Che cos'è il TDLAS? 

In termini semplici, un analizzatore TDLAS funziona irradiando un fascio di luce infrarossa attraverso un campione di gas contenuto in una cella di misura.  Il laser e il rilevatore si trovano a un'estremità della cella.  All'altra estremità è presente una superficie riflettente che consente alla luce di rimbalzare dal laser al rilevatore.  Le molecole di acqua presenti nel gas assorbono una percentuale dell'energia luminosa a determinate lunghezze d'onda.  La quantità di energia persa viene misurata sul rilevatore, dove viene rappresentata come una perdita di colore nello spettro, altrimenti nota come linee di assorbimento.  L'intensità di queste linee sarà proporzionale alla concentrazione di vapore. 

I primi analizzatori TDLAS risalgono ai primi anni '70, con strumenti originariamente prodotti per applicazioni specializzate di laboratorio e ricerca accademica, come il monitoraggio atmosferico.  Lo sviluppo della tecnologia è stato inizialmente limitato dalla natura delle sorgenti laser disponibili.  Si trattava di diodi laser al piombo-sale con rivelatori costruiti in selenio di piombo o tellururo di mercurio-cadmio, che dovevano essere raffreddati a temperature criogeniche per funzionare in modo affidabile. 

Nei decenni successivi, la rapida crescita delle industrie delle telecomunicazioni ha portato allo sviluppo di tecnologie laser sempre più sofisticate, mentre l'ingresso di nuovi produttori sul mercato ha contribuito a creare prodotti disponibili in commercio a costi realistici.  Oggi è diventata prassi comune utilizzare i più recenti laser a diodi sintonizzabili nel vicino infrarosso per il rilevamento spettroscopico dei gas. 

Come suggerisce il nome, questi strumenti possono essere facilmente sintonizzati su lunghezze d'onda mirate, consentendo di rilevare molecole specifiche in un campione di gas; in pratica, ciò significa che è possibile risolvere una sola linea di assorbimento.  Forniscono inoltre una luce coerente, che consente di utilizzarli con campioni ad alto carico di particolato, offrendo al contempo un'eccellente sensibilità fino a livelli di ppm, con una precisione entro l'1 % della lettura.  Funzionano a temperatura ambiente e sono normalmente stabili e affidabili, il che significa che hanno una lunga vita operativa.  Questo li rende ideali, ad esempio, in applicazioni critiche come il trattamento del gas naturale e il trasporto.  

L'OptiPEAK TDL600 di Michell Instruments

Michell Instruments produce da molti anni analizzatori TDLAS avanzati.  Il nostro ultimo modello è l'OptiPEAK TDL600, sviluppato principalmente per la misurazione dell'umidità in composizioni variabili di gas naturale e bio-metano. 

L'OptiPEAK TDL600 combina i più recenti progressi della tecnologia laser a diodi sintonizzabili con potenti capacità di elaborazione del segnale.  Il risultato è uno strumento robusto, affidabile ed estremamente accurato, anche nelle applicazioni più impegnative, come le concentrazioni fluttuanti di metano o la misurazione di gas acidi. 

In breve, l'OptiPEAK TDL600 offre: 

Per saperne di più sull'OptiPEAK TDL600

Con oltre 40 anni di esperienza nello sviluppo di strumenti di precisione innovativi, siamo gli esperti di applicazioni per la misurazione dell'umidità per il trattamento del gas naturale e per le applicazioni di trasmissione dei gasdotti. Se desiderate discutere le vostre esigenze, vi preghiamo di contattare il nostro team oggi stesso.

Attendete il nostro prossimo blog sul TDLAS, dove approfondiremo il funzionamento di questa tecnologia e vedremo come può essere utilizzata per rilevare il vapore acqueo nei gas di processo.

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