无需采样预处理系统的激光现场在线气体分析仪

FOCUSED PHOTONICS INC 无需采样预处理系统的激光现场在线气体分析仪

——跨入气体分析新时代的产品

气体分析仪器在工业生产、环境保护和科学研究等领域都有着广泛的应用，而国际上气体分析技术在经历了电化学分析、气相色谱分析、传统吸收光谱分析等技术之后，又迎来了半导体激光吸收光谱分析技术（DLAS）的时代。

DLAS（Diode Laser Absorption Spectroscopy）是半导体激光吸收光谱技术的简称。该技术是利用激光能量被气体分子“选频”吸收形成吸收光谱的原理来测量气体浓度的一种技术。具体来说，半导体激光器发射出的特定波长的激光束穿过被测气体时，被测气体对激光束进行吸收导致激光强度产生衰减，激光强度的衰减与被测气体含量成正比，因此，通过测量激光强度衰减信息就可以分析获得被测气体的浓度。

九十年代后，半导体激光器和光纤元件发展迅速，性能大大提高，价格大幅下降，室温工作、长寿命（>100，000小时）、单模特性和较宽波长范围的半导体激光器被大量地生产出来并投入市场，一些高灵敏度的光谱技术如frequency modulation spectroscopy、cavity ringdown spectroscopy等也逐渐成熟，DLAS技术开始被较多地应用于科学和工程研究，发达国家的一些仪器公司也开始将DLAS技术应用于气体检测。由于DLAS技术较传统光谱检测技术具有显著的技术优势而得到了迅速推广。

Focused Photonics, Inc. (FPI) 位于美国加州硅谷，是光电应用领域的高科技公司，也是DLAS技术的主要开发厂商之一。FPI在光电测量分析领域开展了卓有成效的研究工作，获得了多项技术专利，自主开发了拥有完全知识产权的全系列的激光气体分析产品，其产品广泛应用于工业过程实时在线分析、环境废气测量和治理、生化制药以及各种燃烧和发动机诊断等领域。

随着中国对高新技术改造传统产业、环保产业的日益重视以及科研发展的需要，在中国的市场拓展已成为FPI经营业务全球化战略的重点。目前，FPI在中国已创办了全资子公司——聚光科技（杭州）有限公司及合资公司——杭州长聚科技有限公司。FPI通过聚光科技（杭州）有限公司将DLAS技术引入中国，结合中国各行业的实际需求，开发了LGA-2000系列激光现场在线气体分析仪服务于国内各行业客户。

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中国的工业企业、环保和科研单位也较多地采用了在线气体分析仪器，但是应用情况却不尽如人意。中国仪器仪表协会调查显示，现有的在线气体分析仪器主要采用传统吸收光谱技术，在线气体分析仪器使用中最令用户和供应商心烦的三个问题是：

（1）气体采样及预处理系统复杂

传统的在线气体分析仪器非常“娇嫩”，通常要求输入的气体必须是恒温、恒压、恒流、干燥及无粉尘的气体，另一方面，很多工艺测量现场的气体都具有高温、高粉尘、高水分和高流速等特点，所以气体采样预处理系统必须将高温、高粉尘、高水分和高流速的采样气体转化为恒温、恒压、恒流、干燥、无粉尘的气体。这就对采样预处理系统提出了极高的要求，在实际应用中采样预处理系统的精度和可靠性经常达不到分析仪器要求，非常容易损坏，需要频繁地检修。

（2）响应时间滞后

传统在线气体分析仪器通常要配备采样预处理系统，所以样气一般要经过长时间的管道传输才能到达气体分析仪器；另一方面，传统分析仪器要求输入恒温、恒压、恒流、干燥及无粉尘的气体，所以预处理系统又要进行复杂的处理过程，延长了样气进入分析仪器的时间。这些因素都导致分析数据响应时间大大滞后于现场时间，从而减弱了对工业生产的指导意义。

（3）背景气体交叉干扰以及粉尘、视窗污染带来的数据误差

传统在线气体分析仪器通常受背景气体交叉吸收干扰，尤其是在被测气体浓度较低或水分较多时干扰更为严重；采样预处理系统功能再强大，也无法避免被测气体中有微量粉尘及长期使用导致的仪器视窗污染，传统在线气体分析仪器只能检测被检气体谱线范围内总的吸收谱线，无法排除这些干扰的影响，这使得测量出来的浓度总是大于实际浓度，从而影响了检测数据的可靠性。

以上问题是由传统吸收光谱分析技术本身造成的，人为或经验上的数据补差无法从根本上解决问题。传统的吸收光谱分析技术的固有缺陷成为实现气体分析自动化和工业过程控制自动化的瓶颈，同时也制约了在线气体分析仪器的发展和应用。

聚光科技利用DLAS技术生产的系列激光现场在线气体分析仪无需采样预处理系统，可现场直接安装测量，不受背景气体交叉干扰，排除了粉尘和视窗污染的影响，响应速度快，从根本上解决了传统气体分析仪器的弊病。

DLAS技术的出现和激光现场在线气体分析仪器的应用，大大推进了气体分析仪器的发展，使气体分析仪器的发展产生了划时代的变革，气体分析仪器在向智能化和自动化的方向上迈出了一大

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步。聚光科技也因此在气体分析仪器的舞台上闪亮起来。

气体分析系统由于其应用的多样性和工况的复杂性，用户更加重视分析仪器和项目的具体实际结合，即客户化程度要求更高，客户对“定制”的要求更强烈。气体分析系统的竞争集中在客户化水平。气体分析仪器的竞争力不仅仅是产品本身，还有客户化水平，这是气体分析仪器提供商服务客户并取得成功的前提条件。聚光科技现行的气体分析仪器是已经完成的标准化的商品，但是国内的许多工艺现场的工况与国外不同，针对每一个项目还需要研究分析现场工况，在项目的个性化需求下进行客户化定制和二次开发，针对不同的项目开发适合的气体分析系统。

聚光科技拥有一支素质全面、结构合理、经验丰富、配合默契的研发队伍，同时与国内外各种科研机构合作，形成了以聚光科技为核心的光电应用研究开发中心。公司以FPI为技术依托，积极跟踪国际光电测量技术的发展方向，开发生产基于国际先进光电测量技术的光电测量产品以满足中国各行业需求，为中国各行业的客户提供个性化定制的产品。

激光气体分析系统在这些工艺现场的应用要考虑到许多环境参数的技术指标的要求，对每一个行业，应用点很多，现场工况千差万别，如在钢铁就有高炉炉气分析、高炉喷煤安全控制分析、转炉煤气分析、电捕焦安全分析、CDQ循环气分析等多种应用系统，石化行业则更多，催化裂化再生烟气分析、合成氨过程气体分析、尿素合成塔过程气体分析、Claus硫回收工艺气体分析、PVC痕量水分检测等多种应用，其分析的气体及应用的工况千差万别。

针对不同项目进行的特殊设计，使激光气体分析仪形成了现场型、旁路型、光纤型、防爆型等多种型号。对每种不同型号的应用，还要针对工艺工况进行特殊的设计。如果工艺现场气体温度很高,有的可达1500K，在某些特殊场合，如航天发动机的尾气，温度高达3000K以上，这时需对机械连接装置进行冷却处理设计；如果气体中粉尘含量特别高，如干法水泥生产工艺中煤粉仓的粉尘含量高达100g/Nm3以上，导致激光透光率大大下降，那么需对现场气体进行简单的除尘处理设计；如果气体管道有震动，比如炼铁厂的磨机入口，那么现场安装的装置上要加装波纹管，以消除震动产生的光路偏差；如果工艺过程不允许停机，那么需在连接管道上加装球阀，以方便气体分析仪的装卸维护；对于每一个系统而言，要测量的气体种类不同，要测量的气体个数也不相同，对相应的电子分析仪表和分析软件要求也不相同，也要进行客户化的设计，以满足不同系统的要求；等等。

聚光科技针对每一个项目，进行详细的方案设计，并根据方案进行结构和功能的优化设计，

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FOCUSED PHOTONICS INC 使分析仪器更适合现场安装，方便用户操作。这些客户化定制的产品是其他国外厂商所无法提供的。

聚光科技为国内各行业客户提供的不仅仅是产品，更重要的是本地化的服务理念。聚光科技本地化的服务理念体现在各个环节上。

一是产品和解决方案本地化。在为中国用户服务的过程中，聚光科技积累了非常丰富的本地化经验。聚光科技一直贴近国内用户的需求，针对不同客户的需求度身定造本地化开发计划，为国内用户量身打造技术方案。聚光科技研发部门拥有高素质的员工、配置齐全的软硬件设施和工具，加上科学的项目管理、严格的质量审核以及客户的支持，为高质量、高效率地完成每一个项目开发和产品测试提供了保障。

二是软件本地化。越来越多的人认识到：用自己的母语工作、学习和娱乐是用户的一项权利。只要市场不被某个厂商彻底垄断，用户就有机会做出自己的选择。用中文设计和操作服务软件，降低了国内用户的使用难度。

三是媒体文档本地化。气体分析仪器的技术文档、用户手册、帮助文件及培训文档种类繁多，聚光科技将各种媒体文档转化为中国用户熟悉的语言和文字，使用户能够在一种非常熟悉的环境下理解、学习和使用分析仪器，跨越异种语言的障碍。

四是咨询服务本地化。聚光科技根据每个项目的不同类型制定了专门的项目管理流程和工程实施计划，严格执行项目的每个工作流程，每个环节都由专人加以控制和监督。聚光科技对客户的每一个项目都会指定专门的项目经理，负责控制项目进度、项目质量和客户沟通。任何时候，聚光科技都有一套严格科学的项目流程将客户的需求置于首位。聚光科技的营销中心和技术支持中心保证了及时地为客户提供技术支持服务，快速响应客户的需求。

聚光科技实施本地化服务基于其先进的管理理念，实施本地化服务的优势在于：一是能提高用户对产品的信心，厂商投资进行本地化体现了对当地用户的重视，使用户相信自己的投入能得到长期的保证；二是增强产品竞争力，在同等条件下，提供对当地语言的支持，意味着产品性能和质量的改善，有助于战胜竞争产品赢得客户；三是减少培训与支持费用，友好的界面，通俗易懂的文档，使产品易学易用，只需提供相对较少的培训与支持服务；四是扩大潜在客户群，产品对外语水平的要求越低，有能力使用该产品的潜在用户就越多。

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聚光科技国际领先的DLAS技术、客户化定制的产品以及本地化的服务凸现了其在国内气体分析领域的竞争优势，在短短的时间内，其在中国推出的产品激光在线气体分析仪已经在石油化工、钢铁冶金、生化制药、环境保护和航空航天等领域得到了迅速的推广应用。

聚光科技的企业精神是“追求卓越、永不自满”，这表达了聚光科技与中国各行业用户一起，为提升中国光电应用水平而不懈努力，加速推动中国信息化的发展，以全力以赴的精神迎接灿烂辉煌的明天的信念。我们衷心地祝愿聚光科技在中国光电应用领域越走越稳，开创一片广阔的新天地。

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