Uma introdução ao TDLAS e seu uso para medição de umidade em gás
Existem vários métodos de medição de vapor de água em gases de processo. A maioria está disponível há algum tempo e inclui espelho resfriado, sensores de óxido de metal cerâmico e cristal de quartzo. Mais recentemente, porém, surgiu uma nova tecnologia, baseada no uso de luz laser para detectar a concentração de vapor de água em um fluxo de gás. Isso é chamado de Espectroscopia de Absorção a Laser de Diodo Sintonizável, ou TDLAS.
Mas o que é TDLAS e como ele funciona?
O que é TDLAS?
Em termos simples, um analisador TDLAS funciona fazendo brilhar um feixe de luz infravermelha através de uma amostra de gás mantida em uma célula de medição. O laser e um detector estão localizados em uma extremidade da célula. Há uma superfície reflexiva na outra extremidade, permitindo que a luz seja rebatida do laser para o detector. As moléculas de água no gás absorverão uma porcentagem da energia da luz em determinados comprimentos de onda. A quantidade de perda de energia é medida no detector, onde é representada como uma perda de cor em todo o espectro, também conhecida como linhas de absorção. A intensidade dessas linhas será proporcional à concentração de vapor.
Os primeiros analisadores TDLAS datam do início da década de 1970, com instrumentos que foram originalmente produzidos para laboratório acadêmico especializado e aplicações de pesquisa, como monitoramento atmosférico. O desenvolvimento da tecnologia foi inicialmente limitado pela natureza das fontes de laser disponíveis. Eram diodos de laser de chumbo-sal com detectores construídos com selênio de chumbo ou telureto de mercúrio e cádmio, que precisavam ser resfriados a temperaturas criogênicas para funcionar de forma confiável.
Nas décadas seguintes, o rápido crescimento dos setores de telecomunicações levou ao desenvolvimento de tecnologias de laser cada vez mais sofisticadas, enquanto a entrada de novos fabricantes no mercado ajudou a criar produtos disponíveis comercialmente a um custo realista. Hoje, tornou-se prática comum usar os mais recentes lasers de diodo sintonizáveis no infravermelho próximo para detecção espectroscópica de gás.
Como o nome indica, esses instrumentos podem ser facilmente ajustados para comprimentos de onda precisamente direcionados, permitindo a detecção de moléculas específicas em uma amostra de gás; na prática, isso significa que apenas uma única linha de absorção pode ser resolvida. Eles também fornecem uma luz coerente, o que permite que sejam usados com amostras com altas cargas de partículas, além de oferecer excelente sensibilidade até os níveis de ppm, com precisão de 1% da leitura. Eles operam em temperatura ambiente e são normalmente estáveis e confiáveis, o que significa que têm uma longa vida útil. Isso os torna ideais, por exemplo, em aplicações críticas, como processamento e transporte de gás natural.
O OptiPEAK TDL600 da Michell Instruments
Na Michell Instruments, fabricamos analisadores TDLAS avançados há muitos anos. Nosso modelo mais recente é o OptiPEAK TDL600, que foi desenvolvido principalmente para a medição de umidade em composições variáveis de gás natural e biometano.
O OptiPEAK TDL600 combina os mais recentes avanços na tecnologia de laser de diodo sintonizável com poderosos recursos de processamento de sinais. Isso resultou em um instrumento robusto, confiável e extremamente preciso, mesmo nas aplicações mais exigentes, como concentrações flutuantes de metano ou medição em gás ácido.
Em resumo, o OptiPEAK TDL600 oferece:
Saiba mais sobre o OptiPEAK TDL600
Com mais de 40 anos de experiência no desenvolvimento de instrumentos de precisão inovadores, somos especialistas em medições de umidade para aplicações de processamento de gás natural e transmissão por dutos. Se quiser discutir seus requisitos, contate nossa equipe hoje mesmo.
Observe nosso próximo blog sobre TDLAS, no qual nos aprofundaremos um pouco mais no funcionamento da tecnologia e veremos como ela pode ser usada para detectar vapor de água em gases de processo.
As bases fundamentais da tecnologia a laser foram estabelecidas por Albert Einstein em 1917 em seu artigo "On the Quantum Theory of Radiation" (Sobre a teoria quântica da radiação), mas foi somente em 1959 que o termo LASER (sigla em inglês para Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) começou a ser amplamente usado. A tecnologia laser surgiu de experimentos anteriores que utilizavam a amplificação de micro-ondas, ou MASER (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation).
A questão de quem pode reivindicar ser o primeiro a patentear um dispositivo a laser não está clara, após uma disputa legal de 28 anos entre o cientista Gordon Gould e os Laboratórios Bell. O que é certo, no entanto, é que o primeiro dispositivo a laser foi operado no Hughes Research Laboratories, na Califórnia, em 1960, onde o cientista Theodore Maiman demonstrou a excitação de um rubi com uma fonte de luz pulsada. Na época, isso gerou um interesse considerável da mídia, incluindo relatos sensacionalistas de um novo "raio da morte". Felizmente, desde então, a tecnologia laser tem sido utilizada para fins industriais e científicos muito mais pacíficos e abrangentes!
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