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激光拉曼气体分析仪
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安徽谱析科技有限公司成立于 2022 年 10 月，落户于安徽省滁州市明光市明光街道淮河大道中段科技企业孵化器，注册资金 500 万元。公司由俄罗斯工程院外籍院士王守国教授带领的研发团队为主体构成。2023年12月，经安徽省科学技术厅批准，公司建立院士工作站，院士工作站致力于光学分析仪器系列产品的研发及产业化。
安徽谱析科技有限公司以光学分析仪器核心部件的设计、研发、生产、销售为主营业务，着力于激光光谱分析仪器的自主设计研发和国产化生产制造。谱析产品主要是针对各类固体、液体、气体在分子和原子层面进行定性和定量分析，广泛用于新材料、矿物、煤炭、化工、新能源等行业的物质分析。
详细信息
一、激光拉曼分析仪检测原理
1928年C.V.拉曼实验发现，光与物质分子相互作用时一部分光子能量发生变化，这一现象称为拉曼散射。如图1所示，氧气分子的两个氧原子之间的相互作用类似于通过弹簧连接的两个小球，两者往复振动。不同之处在于，氧气分子的各个振动能级是分立的，类似于楼梯的台阶，每级台阶间能量差为Δ。对于不同分子的不同振动模式，Δ是不同的，因而测定出Δ便能推断出是哪一种分子的哪个振动模式。当激光聚焦在空气中时，激光光子与氧气分子发生相互作用，一部分激光光子能量减少Δ，这部分能量Δ被氧气分子吸收，振动能量上了一个台阶。能量减少的这一小部分光子被称为拉曼光，我们通过测量拉曼光谱中峰的横坐标Δ便可以确定这是氧气分子的振动，同时，峰值的纵坐标即光强正比于氧气的浓度。如同一个指纹对应于一个人，一个拉曼特征峰对应于一种分子。
图1
二、激光拉曼气体分析仪核心技术
产品结合自主研发的405nm激光拉曼激发模块和超高灵敏度光谱仪，相较于传统的拉曼光谱仪灵敏度提升一千倍以上。如图2所示，拉曼光谱信号跟激发波长四次方成反比，该仪器采用405nm作为激发波长，相同功率下相较于传统的785nm激发波长信号提升14倍。如图3所示，该仪器采用光电倍增管作为探测器，可以将拉曼光信号放大10^5-10^6倍，同时采用超高精度纳米位移平台，可以通过扫描特征峰的方式灵活测量各种气体浓度。整机外形如图4所示。
图2
图3
图4
三、激光拉曼气体分析仪技术参数
| 仪表参数 | 电 源： 220ACV |
| 最大功率： 120W | |
| 体 积： 60cm*46cm*32cm | |
| 重 量： 30kg | |
| 工作温度： 5°C - 40°C | |
| 检测装置 | 检测原理： 使用405激光激发气体拉曼光谱 |
| 激光功率： 150mW | |
| 样气采集： 抽取式 | |
| 气室压强： 0.1-1MPa 随增压泵而定 | |
| 预热时间： 1min | |
| 检测时间： 每种气体10-30s | |
| 气体参数 | 气体种类：O2、N2、CO、CO2、H2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6等 |
| (超过100种，见气体目录) | |
| 气体数量： 根据需求定制，最多100种 | |
| 检测范围： 0-100% | |
| 分 辨 率: 高浓度0. 01% FS/低浓度0.0001%（1ppm） | |
| 标准精度: ±1% FS | |
| 监测极限：0.001-0.01%（10-100ppm） | |
| 控制部件 | 计 算 机： Windows7系统的工业屏 |
| 输入/输出 | USB、蓝牙、WIFI |
| 维 护 | 维护方式： 只需定期更换过滤器（周期3~6个月） |
| 故障检测：远程检查、现场维修、返厂维修 |
激光拉曼气体分析仪可测气体列表（仅列出部分常用气体）
| Acetone | C3H5OH | Hydrochloric Acid | HCl | |
| Acetylene | C2H2 | Hydrofluoric Acid | HF | |
| Ammonia | NH3 | Hydrogen (Ortho) | H2 | |
| Benzene | C6H6 | Hydrogen (Para) | H2 | |
| Butane | C4H10 | Hydrogen Sulfide | H2S | |
| Butene | C4H8 | Methane | CH4 | |
| Carbonyl Sulfide | COS | Methanol | CH3OH | |
| Carbon Dioxide | CO2 | Methyl Mercaptan | CH4S | |
| Carbon Disulfide | CS2 | Napthalene | C8H10 | |
| Carbon Monoxide | CO | Nitric Oxide | NO | |
| Carbon Tetrachloride | CCl4 | Nitrogen | N2 | |
| Chlorine | Cl2 | Nitrogen Dioxide | NO2 | |
| Chloroform | CHCL3 | Nitrous Oxide | N2O | |
| Ethane | C2H6 | Oxygen | O2 | |
| Ethanol | C2H5OH | Pentane | C5H12 | |
| Ethene | C2H4 | Propane | C3H8 | |
| Formaldehyde | HCHO | Propene | C3H6 | |
| Formamide | CH3NO | Silane | SiH4 | |
| Hexane | C6H14 | Sulfur Dioxide | SO2 | |
| Hydrazine | NH2NH2 | Sulfur Trioxide | SO3 | |
| Hydrocarbons - Total Most ("Tars") | CXHY | Toluene | C6H5CH3 | |
| Hydrocarbons - Total Aliphatic | CXHY | Water | H2O |
四、检测示例
交互界面为微软Surface触屏电脑，检测界面如图5所示，所测标准气体含量插入其中。
图5
