激光气体分析仪在钢铁行业的应用分析

倪田雨

（中钢集团工程设计研究院有限公司，北京 100080）

当前钢铁企业一般采用的都是在线气体分析的形式进行气体检测，所使用的仪器一般都是使用在线气体分析仪来开展气体检测，气体采样方式是采用探头来获取气体样本，并针对气体样本开展分析。但冶炼气体当中往往存在很多水分以及粉尘，需要在祛除水分和粉尘的基础上，才能够开展在线气体检测。在当前冶炼技术的进步下，气体检测的要求也不断提升。本文将针对激光气体分析仪在钢铁行业的应用进行详细分析。

1 激光气体分析仪原理

我国当前的激光气体分析仪器已经发展和进步到了一定阶段，自身的技术体系也相对较为完善。在激光气体分析仪器当中，最为关键的技术手段便是可调谐半导体激光吸收光谱测量技术。在此种技术支撑下，能够利用激光能量对被检测气体进行选频，通过吸收光谱技术的形式，针对光谱的分辨率进行展现，以便于直观展现出不通气体的实际浓度。该技术特点便是具备特定波长激光束，利用光束来展现出激光强弱变化。被检测气体的浓度与吸收谱先的能量吸收激光强度成正比[1]。所以，在实际开展钢铁冶炼生产气体检测的过程中，可以通过激光气体分析的手段，针对被检测气体浓度进行分析。

2 激光气体分析仪结构与关键技术

2.1 激光气体分析仪结构

激光气体分析一般是由发射装置、接收装置、吹扫装置和中央分析仪器等内容所构成的，其主要的结构如图1所示。

图1 （激光气体分析仪结构示意图）

在激光气体分析仪当中，通过发射装置所发出的特定频率，当被检测气体通过烟道这一过程当中，在传感器的作用下，接收单元便可以将被检测气体的信息进行接收。针对气体接收单元来说，其中包含了气体数据采集、数据分析及控制、半导体激光驱动等环节来实验被检测气体检测工作，随后进行被检测气体数据输出[2]。

2.2 激光气体分析仪关键技术

（1）单线光谱技术

传统非色散红外光谱技术的光源相对较宽，并且光谱的范围除了被检测气体所呈现的吸收光谱之外，还存在很多其他背景光谱等诸多内容[3]。所以，在此基础上，光源所发出的光谱不仅能吸收被检测气体的光谱，而且还可以吸收背景线谱等诸多内容，容易造成测量不精准等诸多现象。为了切实有效的保障激光气体分析仪的精准程度，激光气体分析仪首选的被测气体是特定波长的某一个吸收光普线。

（2）激光扫描技术

激光扫描技术是在传统绯色散红外气体分析技术固定波光源的基础上，改良优化的检测手段。传统激光扫描技术使用固定波长光源，获得的结果当中存在通道粉尘、视窗和气体的总透光率等诸多内容，在此基础上，会直接影响气体浓度检测的正确率[4]。针对此种情况来说，激光扫描技术可以通过调制激光频率或者激光波长，有效的辨别出被检测气体当中不同成分的光谱特点，来有针对性提取气体检测工作所需要的数据信息。结合气体当中不同成分的激光频率扫描范围，将粉尘以及气体划分到不同光谱衰减区域。这样便可以在不被气体吸收的谱线衰减区域当中获取到粉尘和水分的光谱透光率信息，而在气体吸收谱线衰减区域当中，获得被检测气体浓度的总透光率，有效实现气体浓度检测。

3 激光气体分析仪性能

激光气体分析仪能够规避自动修正粉尘视窗污染对气体检测结果的影响。切实增强了测量的准确性，其优势主要呈现在以下几个层面。①不需要预处理系统，保障了系统运行的便捷性。②测量方法具备连续性，并且无需采样便可以实施进行测量。③适应多种气体环境，针对高温、高水分、高流动、强腐蚀等诸多环境的适应力相对较强。④响应速度相对较快，仪表数据处理时间非常短。⑤具备可靠性优势，激光气体分析仪不存在移动器件，可靠性非常高，并且维护量小。

4 结束语

总而言之，钢铁冶炼工作开展气体检测工作的意义重大。在实际开展气体检测的过程中，激光气体分析仪能够有效规避传统检测工作存在的弊端，有效的解决了背景气体交叉干扰、粉尘视窗污染等内容对气体测量的干扰，在检测精准度、可靠度、便捷性等层面上都存在优势。在实际开展激光气体分析仪使用的过程中，应充分了解激光气体分析仪使用特点，并有针对性的开展气体测量，对钢铁生产工艺优化、能源回收打下良好基础保障。