Messprinzip; Referenzküvetten Für Die Wellenlängenstabilisierung; Signalauswertung - SICK GM700 Betriebsanleitung

Produktübersicht

Messprinzip

2. 4
Das Licht der Laserdiode strahlt durch das Messgas und wird danach von einer Fotodiode
detektiert. Die Wellenlänge der Laserdiode ist auf eine einzelne Absorptionslinie der Mess-
gaskomponente eingestellt. Diese Absorptionslinie wird durch Modulation der Wellenlänge
abgetastet und danach wird das Signal der Transmission (Verhältnis des gesendeten zu
dem empfangenen Signal) von einer Fotodiode erfasst. Eine entsprechende Signalauswer-
tung liefert die Größe der Absorptionslinie, von der die Gaskonzentraion berechnet wird.
Diese Methode heisst Tunable Diode Laser Spectroscopy (TDLS) oder auch Tunable Diode
Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS).
Als Lichtquelle kommt im GM700 ein Laser zum Einsatz, der speziell für die Gasanalyse
entwickelt wurde. Diese Laserdiode strahlt eine Wellenlänge aus mit einer schmalen Lini-
enbreite, so dass eine Absorptionslinie zuverlässig abgetastet werden kann. Ein Peltierele-
ment und ein Temperaturfühler, die im Gehäuse der Laserdiode eingebaut sind, sorgen für
eine präzise Temperatur- und deshalb für eine genaue Wellenlängenstabilisierung des Sys-
tems.
Der Laserstrahl von der Sende-Empfangseinheit durchläuft die aktive Messstrecke und
trifft auf den Reflektor auf der anderen Seite des Gaskanals. Von dort wird er wieder
zurückgeworfen zur Sende-Empfangseinheit. Nach diesem zweifachen Durchlaufen der
Messstrecke, in der die gasspezifische Absorption des Laserlichts abläuft, wird das Licht
durch eine Empfangsoptik auf eine Fotodiode fokussiert.
Referenzküvetten für die Wellenlängenstabilisierung
2.4.1
Das GM700 ist – je nach Geräteversion – ausgestattet mit:
● einer permanent gefüllten Küvette für den Abgleich der Laserdiode des Analysators auf
die Referenzposition der Gas-Absorptionslinie (Line-Locking).
oder
● einer Durchfluss-Küvette, die zur Wellenlängenstabilisierung durch Beströmen von Prüf-
gas von einer Prüfgasflasche dient, wenn keine ausreichende Konzentration der Mess-
komponente im Messgas vorhanden ist  S. 70, §7.5.2.

Signalauswertung

2.4.2
Die optimierten Algorithmen der GM700-Auswerteelektronik verarbeiten das Messsignal
des Empfangselements zusammen mit den entsprechenden Parametern aufgrund der
TDLS-Messmethode. Dies basiert auf den physikalischen Charakteristiken von Gasmolekü-
len, die Lichtenergie bei bestimmten Wellenlängenbereichen absorbieren. Die optimierten
Algorithmen gewährleisten, dass die Konzentration der Messgaskomponenten ohne Quer-
empfindlichkeiten mit anderen Gasen ermittelt werden. Einflüsse von Staub sind ebenso
aufgrund der differenziellen Absorptionsmessung eliminiert.
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GM700 · Betriebsanleitung · 8010099· V 3.1 · ©SICK AG