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一、 检测甲烷气体浓度含量的意义
随着国民经济的不断发展，对煤炭的需求也与日俱增，在保证采矿业顺利进行时，安全是非常重要的。近年来，我国煤矿多次发生井下瓦斯事故。瓦斯的主要成分是甲烷（CH4），约占83-89%,它是在成煤过程中形成并储存于煤层中的气体。甲烷气体无色、无味、无嗅,它本身无毒,对人体的主要危害是超限时能引起人窒息死亡，但它具有易燃、易爆等特点，与空气混合达到一定浓度后，遇高温火源引起燃烧或爆炸。历史上，作为煤矿事故的主要原因之一的甲烷爆炸事件频繁发生，造成了重大伤亡和经济损失，教训深刻。因此,为避免煤矿事故的发生，井下气体的检测非常重要。
二、常见的检测甲烷气体浓度的测量方法
市面上常见的检测甲烷气体浓度的测量方法有：载体催化型、光干涉型、热导型和红外光谱吸收型。前三种为传统甲烷传感器，检测精度低，且检测范围窄，难以检测高浓度的甲烷。同时，由于传感器的一致性、稳定性差，需要经常校准，使用不便且维护成本高。
第四种为红外吸收光谱检测技术，主要技术包括非色散红外（NDIR）、激光式（TDLAS）。其中，TDLAS技术采用了半导体激光光源，MHz级别的光谱线宽远小于待测气体单根吸收谱线的线宽，频率扫描范围可避开其他气体吸收谱线，有效避免交叉干扰，不会对其它气体产生误报，而传统NDIR红外光源的线宽则达到数百GHz。该项技术于2018年前后批量应用于燃气阀井的甲烷泄漏监测，属于最新一代的甲烷泄漏监测技术。
三、激光甲烷遥测仪的工作原理
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）原理，每种气体分子都会吸收特定波长的光。当一束激光穿过气团后，输出光将会减弱或者损失部分能量。在光谱学上通过分析某种气体特定吸收谱线对光的吸收程度，计算出该气体的浓度。这种吸收不受温度湿度压力等环境影响，因而具有高度的稳定性，可用于甲烷（CH4）、乙烯（C2H4）、一氧化碳（CO）、氨气（NH3）等气体探测。
四、 激光甲烷遥测仪的结构组成
激光甲烷气体遥测仪，包括用于发射激光和接收反射偏转光的光机系统、用于检测分析激光吸收量的信号处理系统、用于预警甲烷浓度超标的显示报警系统以及壳体组件。
通过向目标点（气体管道、天花板、墙体、地板、地面等）发射激光束，然后检测从目标点被反射回来的激光束的辐射数值，经过信号处理系统来判断被测试环境中是否有气体泄漏，并将气体浓度以ppm-m或%vol.为单位显示在遥测仪中。在使用时，只需将激光光束指向待测目标上，用户无需进入到待测管道所在的潜在危险区域。
五、如何为激光甲烷遥测仪选择合适的器件
北京卓立汉光长期以来一直专注于激光光谱学在中国市场的应用，经过二十多年的耕耘，我们可以为客户提供多款采用TDLAS技术进行甲烷气体检测的产品。
DFB（Distribution Feedback Laser）激光器
DFB（Distribution Feedback Laser）激光器是目前市面上TDLAS系统中最常见的激光器，它作为发射光源，具有优秀的单色性和窄线宽，以及出色的灵敏性和准确度。
如下列表是中心波长为1653.7nm的DM激光器的主要参数。
部分典型MD激光器的列表如下
| 产品型号 | 中心波长 （nm） | 输出功率 （mW） | 检测气体 | 封装形式 | 备注说明 |
| EP760-0-VC | 760 | 0.5-1 | （ 氧气）02 | TO56/TO39 | VCSEL 760nm+/-1nm |
| EP1273-0-DM | 1273 | 5-12 | （ 氟化氢 ）HF | T056/T039／蝶形 | 1273nm+/-1nm |
| EP1278-1-DM | 1278.1 | 5-12 | （ 氟化氢 ）HF | T056/T039／蝶形 | 1278.1nm+/-1nm |
| EP1343-0-DM | 1343 | 5-12 | （ 高温水 ）H2O | T056/T039／蝶形 | 1343nm+/-1nm |
| EP1392-5-DM | 1392.5 | 5-12 | （ 水分子 ）H2O | T056/T039／蝶形 | 1392.5nm+/-1nm |
| EP1398-0-DM | 1398 | 5-10 | （ 高温水 ）H2O | T056/T039／蝶形 | 1398nm+/-1nm |
| EP1512-2-DM | 1512.2 | 7-10 | （ 氨气）NH3 | T056/T039／蝶形 | 1512.2nm+/-1 nm |
| EP1521-0-DM | 1521 | 5-12 | （ 乙快 ）C2H2 | T056/T039／蝶形 | 1521nm+/-1nm |
| EP1531-0-DM | 1531 | 5-10 | （ 乙烘 ）C2H2 | T056/T039／蝶形 | 1531nm+/-1nm |
| EP1564-5-DM | 1564 | 5-10 | （一氧／二氧化碳 ）CO/C02 | T056/T039／蝶形 | 1564.5nm+/-1nm |
| EP1566-0-DM | 1566 | 5-10 | （一氧化碳 ）CO | T056/T039／蝶形 | 1566nm+/-1nm |
| 产品型号 | 中心波长 （nm） | 输出功率 （mW） | 检测气体 | 封装形式 | 备注说明 |
| EP1573-3-DM | 1573.3 | 4-8 | （二氧化碳 ）CO2 | T056/T039／蝶形 | 1573.3nm+/-1nm |
| EP1574-5-DM | 1574.5 | 4-8 | （硫化氢 ）H2S | T056/T039／蝶形 | 1574.5nm+/-1nm |
| EP1578-0-DM | 1578 | 4-8 | （一氧/二氧化碳/硫化氢）CO/C02/H2S | T056/T039／蝶形 | 1578nm+/-1nm |
| EP1590-0-DM | 1590 | 5-8 | （硫化氢 ）H2S | T056/T039／蝶形 | 1590nm+/-1nm |
| EP1602-9-DM | 1602.9 | 5-8 | （二氧化碳 ）CO2 | T056/T039／蝶形 | 1602.9nm+/-1nm |
| EP1625-0-DM | 1625 | 5-8 | （乙炳 ）CzH4 | T056/T039／蝶形 | 1625nm+/-1nm |
| EP1629-5-DM | 1629.5 | 5-8 | （乙烯 ）CzH4 | T056/T039／蝶形 | 1629.5nm+/-1nm |
| EP1630-2-DM | 1630.2 | 5-8 | （乙烯 ）CzH4 | T056/T039／蝶形 | 1630.2nm+/-1nm |
| EP1651-0-DM | 1651 | 3-10 | （甲院）CH4 | T056/T039／蝶形 | 1651nm+/-1nm |
| EP1653-7-DM | 1653.7 | 3-5 or 5-8 | （甲院）CH4 | T056/T039／蝶形 | 1653.7nm+/-1nm |
| EP1654-DM-B | 1653.7 | 1-2 | （甲院）CH4 | T039 | 1653.7nm+/-1nm |
| EP1678-6-DM | 1678.6 | 3-8 | （乙院）C2H6 | T056/T039／蝶形 | 1678.6nm+/-1nm |
| EP1680-2-DM | 1680.2 | 3-8 | （乙院）C2H6 | T056/T039／蝶形 | 1680nm+/-1nm |
| EP1683-0-DM | 1683 | 3-8 | （乙院）C2H6 | T056/T039／蝶形 | 1683nm+/-1nm |
| EP1686-4-DM | 1686.4 | 3-8 | （丙酣 ）C3H60 | T056/T039／蝶形 | 1686.4nm+/-1nm |
| EP1742-2-DM | 1742.2 | 4-8 | （氯化氢）HCI | T056/T039／蝶形 | 1742.2nm+/-1nm |
| EP1854-0-DM | 1854 | 2-7 | （水分子）HzO | T056/T039／蝶形 | 1854nm+/-1nm |
| EP1877-0-DM | 1877 | 2-7 | （水分子）HzO | T056/T039／蝶形 | 1877nm+/-1nm |
| EP2004-0-DM | 2004 | 1-3 | （二氧化碳）CO2 | T056/T039／蝶形 | 2004nm+/-1nm |
| EP2050-0-DM | 2050 | 1.5-2 | （二氧化碳）CO2 | 蝶形 | 2050nm+/-1nm |
| EP2122-0-DM | 2122 | 1-2 | （氢气）Hz | 蝶形 | 2122nm+/-1nm |
| EP2330-0-DM | 2330 | 1-3 | （一氧化碳）CO | T039 | 2325nm-2336nm |
| EP2327-0-DM | 2327 | 1-3 | （一氧化碳）CO | T039 | 2325nm 2336nm |
InGaAs红外探测器
高性能InGaAs红外探测器具有快速的响应时间、出色的灵敏度和长期的可靠性。根据In、Ga、As三种元素的比例不同，探测器有四种截止选择，分别为1.9µm, 2.2µm,2.4µm和2.6µm，为客户的不同应用提供最合适的产品。
高性能InGaAs红外探测器有非制冷和半导体制冷两种温度控制模式可选。探测器内置热电冷却器（TEC）,将温度控制在-80℃至-20℃，极大降低了热噪声和背景辐射对输出信号的影响。同时，内部一体化集成低噪声前置运放+温度控制单元，使其在保证高灵敏度和响应时间的同时，具有高稳定性和高信噪比，能有效屏蔽电磁干扰，结构紧凑，方便操作，广泛应用于环境监测、温度测量、安全监测、医疗分析、工业控制等领域。
主要InGaAs红外探测器选型表
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