紅外氣體檢測技術具有極高的準確性和靈敏度。同時具有動態測范圍大、響應時間快、不易受其他氣體干擾等優點。因此使用高精度、高靈敏度、穩定耐用的在線或遠程紅外氣體檢測儀，對保證天然氣安全生產具有重要意義。為此，針對現行檢測方法存在精度不足等問題，采用紅外氣體傳感技術結合可調諧激光光譜與波長調制技術，對天然氣管道傳輸中的甲烷氣體泄漏進行遠距離檢測，提高了測量精度;采用譜線分析法實時監測含硫天然氣井噴或泄漏，在空氣中水蒸氣和甲烷氣體的干擾下，根據譜線交疊情況建立起二元一次方程組，能夠在不同濃度甲烷氣體干擾下同時計算出甲烷和硫化氫的濃度，在71.4mg/m3的甲烷干擾氣體存在時，可以獲得的最低可探測硫化氫濃度為15.2mg/m3，達到了安全生產的要求。研究結果證明，紅外氣體檢測技術在天然氣安全生產中有著廣泛的應用前景。

紅外氣體檢測技術在天然氣安全生產中的原理
多數雙原子分子和多原子分子在紅外光譜范圍里有其分子結構所決定的特征吸收譜，因此可以根據氣體紅外吸收光譜的特點來獲得氣體的種類、濃度等信息。以甲烷氣體為例，在中紅外3.3µm和7.65µm附近存在兩個基本吸收光譜，在近紅外1.33µm和1.66µm分別存在組合頻帶和泛頻帶。紅外甲烷檢測基于甲烷氣體對紅外光吸收的原理，當一定波長的紅外光通過被測氣體，氣體在其吸收譜線處吸收紅外光，在紅外探測器上便可以檢測出光強度的變化。

紅外氣體檢測技術包括直接吸收、光聲光譜、光纖傳感、可調諧激光二極管光譜((TDLS)、波長/頻率調制光譜(WMS/FMS)等，這幾種方法可以單獨采用，也可以結合起來取長補短，以獲得更好的檢測結果。

1、直接吸收光譜技術是最早采用的一種檢測方法。根據Lambert-Beer定律，氣體對光的吸收與氣體吸收長度成正比，光程越長，氣體的吸收越多，得到的檢測靈敏度和準確性越好；

2、光纖傳感技術利用氣體在近紅外區的泛頻帶或合頻帶，以近紅外激光二極管(LD)為光源，利用光纖進行光傳輸，易于實現長距離分布式傳感，同時不會受到電磁輻射的干擾。此外光纖傳感器系統在易燃易爆氣體環境下工作是本質安全的；

3、光聲光譜技術(PAS,photoacousticspectroscopy)基于光聲效應，同其他紅外吸收技術相比，PAS是間接的測量技術。氣體分子對光的吸收通過非輻射躍遷過程，在氣體中產生瞬態溫度變化，然后轉化為壓力變化，用電介質微音器或基于微機電系統(MEMS)的壓力傳感器來探測聲波，從而獲得氣體的吸收情況。

對于復雜環境下的高精度測量，氣體分子吸收光譜在壓力或溫度變化時存在展寬或譜線強度的改變。為了獲得被測分子譜線的信息以及其他相關測量結果，例如氣體濃度、壓力、溫度等，最近有人提出了一種新的基于TDLS和WMS的精確測量氣體分子吸收譜線的方法。基于TDLS-WMS的氣體檢測系統不需要附加其他的溫度、壓力傳感器，是一種不需要校準的技術。采用加法器將高頻正弦調制信號同低頻調諧信號結合起來，作為激光器的馭動電流，在光電探測器將氣體吸收之后的光信號轉變為電信號輸出并用鎖相放大器進行相敏檢波，從而獲得被測氣體吸收譜線的諧波分量。

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