GASEX OEM FTIR-gasanalysemodule met verwarmde multipass-gascel
- Technologie
- Spectrometers
- Partner
- ARCoptix
De GASEX OEM FTIR-gasanalysermodule van Arcoptix is een geïntegreerd gasanalyseplatform dat het FTIR ROCKET Interferometer van het bedrijf combineert met een robuuste, verwarmde multi-pass-gascel. Ontworpen voor OEM’s en systeembouwers levert het hogeresolutie-infraroodspectra voor een breed scala aan gassen in industriële emissie-, verbrandings-, proces- en milieutoepassingen.
De gascel met klein volume biedt een effectieve optische padlengte tot 5 m, terwijl het interne volume slechts 0,2 liter bedraagt. Dit maakt een hoge gevoeligheid mogelijk bij een snelle gasuitwisseling. Interne optiek met met rodium en goud gecoate spiegels maakt de cel zeer bestand tegen agressieve en zure gassen zoals HF, HCl, HBr, CO, CO₂, NOₓ, NH₃, SO₂, CH₄ en diverse VOC’s.
Het FTIR spectrometer maakt gebruik van een permanent uitgelijnd dubbel retro-reflector Interferometer en een thermo-elektrisch gekoelde MCT-detector, wat zorgt voor stabiele metingen met een hoge signaal-ruisverhouding over het middengolf-Infraroodbereik van 2,0 µm tot 12,0 µm, afhankelijk van de gekozen configuratie. USB-connectiviteit en het AoDAQ softwareplatform vereenvoudigen besturing, gegevensverwerving en bediening op afstand, zowel vanaf een desktop-pc als vanaf een embedded single-board computer.
Typische detectielimieten van onder 1 ppm voor veel gassen, gecombineerd met een resolutie tot 0,5 cm⁻¹, maken de GASEX OEM-module geschikt voor toepassingen die moeten voldoen aan moderne emissie- en milieuregels.
Optisch ontwerp van het systeem – Interferometer en multi-pass gascel
Het Gasex-systeem is opgebouwd rond twee hoofdelementen: een Interferometer-module en een multi‑reflectie gascel. De Interferometer-module bevat de IR-lichtbron en een MCT-detector.
Infraroodlicht wordt gegenereerd door een Blackbody-stralingsbron en vervolgens gemoduleerd door een dual corner-cube Interferometer. Na modulatie wordt het licht in de gascel gekoppeld, waar het monstergas wordt ingevoerd. In deze zogenaamde "white cell" wordt de bundel 32 keer heen en weer gereflecteerd, waardoor de effectieve optische padlengte en daarmee de meetgevoeligheid aanzienlijk toenemen. Ten slotte wordt het uittredende licht gefocusseerd op de MCT-detector, waar het spectrum wordt geregistreerd en geanalyseerd.
Hoe werkt de interferometer? Permanent uitgelijnde interferometer
In het hart van de FT‑Rocket bevindt zich een dubbele corner‑cube‑ (retro‑reflector-)interferometer. Beide corner‑cubes zijn gemonteerd op een gemeenschappelijke zwenkarm. Wanneer deze arm draait, creëert hij het optische padverschil tussen de twee armen van de interferometer dat nodig is voor Fourier-transformspectroscopie.
Dit concept staat bekend als een "permanent uitgelijnde" interferometer. De geometrie is intrinsiek stabiel, waardoor hij zeer goed bestand is tegen trillingen en temperatuurschommelingen, zodat na verloop van tijd geen heruitlijning nodig is. De zwenkarm zelf wordt ondersteund door een slijtagevrij flexuresysteem, wat het mechanische ontwerp uiterst robuust en duurzaam maakt.
Solid-state referentielaser
Om de beweging van de spiegels nauwkeurig te volgen, wordt een solid-state referentielaser in de Interferometer geïnjecteerd. In vergelijking met klassieke HeNe-lasers zijn de hier gebruikte solid-state-lasers compacter en bieden ze een veel langere levensduur. Ze hebben ook een zeer geringe, door temperatuur veroorzaakte golflengtedrift. Wanneer ze met een Peltier-element in temperatuur worden gestabiliseerd, kan hun golflengte binnen enkele ppm stabiel worden gehouden, wat zorgt voor een zeer nauwkeurige en reproduceerbare golflengteschaal. Dit is essentieel om consistente resultaten van dag tot dag en van apparaat tot apparaat te garanderen.
Bereikfuncties
Een algemeen overzicht van wat dit bereik te bieden heeft
- Geïntegreerde FTIR-spectrometer en multi-pass gascel: Biedt een complete gasanalyse-module die klaar is voor OEM-integratie, waardoor het ontwerpen en uitlijnen van afzonderlijke componenten overbodig wordt.
- Tot 5 m optische padlengte in een volume van 0,2 L Realiseert hoge gevoeligheid en lage detectielimieten, terwijl een klein gasvolume behouden blijft voor een snelle respons en een laag monsterverbruik.
- Verwarmde gascel tot 200 °C: Voorkomt condensatie en ondersteunt de meting van vochtige en corrosieve gasstromen, zoals typisch voorkomen in rookgas-, uitlaat- en proces-toepassingen.
- Chemisch resistente interne optiek: Met rhodium- en goudgecoate spiegels die een uitstekende bestendigheid bieden tegen zure gassen en agressieve componenten, wordt het onderhoud verminderd en de levensduur verlengd.
- Hoog-resolutie FTIR (tot 0,5 cm⁻¹): Levert voldoende spectrale details voor selectieve kwantificatie van overlappende gasabsorptiekenmerken en voor naleving van emissiemeetnormen.
- Thermo-elektrisch gekoelde MCT-detector (bereik 2–12 µm): Combineert hoge detectiviteit met een compact, onderhoudsvriendelijk koelsysteem en maakt vloeibare stikstof overbodig.
- Permanent uitgelijnde interferometer met dubbele retroreflector: Zorgt voor langdurige mechanische stabiliteit, robuustheid tegen trillingen en temperatuursdrift en maakt heruitlijning in het veld overbodig.
- Actieve interne H₂O- en CO₂-onderdrukking (Absotrans™): Minimaliseert de invloed van water en kooldioxide in de behuizing van de interferometer en verbetert zo de basislijnstabiliteit en meetherhaalbaarheid.
- USB-interface met AoDAQ-software en gratis GUI: Vereenvoudigt communicatie, configuratie en gegevensacquisitie en maakt eenvoudige integratie in overkoepelende besturingssystemen via TCP/IP mogelijk.
- Open API en ontwikkelingsvoorbeelden: Ondersteuning voor C++, C#, LabVIEW en MATLAB stelt OEM’s in staat de GASEX OEM-module in aangepaste besturings-, analyse- en automatiseringsplatformen in te bouwen.
- Compact en lichtgewicht systeem: Klein oppervlak en laag gewicht vereenvoudigen de mechanische integratie in racksystemen, kasten of mobiele meetplatformen.
- Optionele accessoires voor bemonstering, gasconditionering en kalibratie: Bieden een weg naar complete, toepassingsspecifieke oplossingen voor corrosieve, vochtige of met deeltjes beladen gasstromen.
Downloads
voor GASEX OEM FTIR-gasanalysemodule met verwarmde multipass-gascel
Wat zit er in dit assortiment?
Alle varianten in het assortiment en een vergelijking van wat ze bieden
| Parameter | GASEX-OEM-060-4TE | GASEX-OEM-085-4TE | GASEX-OEM-120-4TE |
|---|---|---|---|
Beamsplitter material | CaF₂ | ZnSe | ZnSe |
Spectral range [cm⁻¹] | 5000–1660 | 6600–1200 | 5000–830 |
Spectral range [µm] | 2.0–6.0 | 1.5–8.5 | 2.0–12.0 |
D* [cm Hz¹ᐟ² W⁻¹] |
|
|
|
Signal-to-noise ratio (0.5 cm⁻¹, 1 min scan) |
|
|
|
Technische specificaties van de GASEX OEM FTIR-gasanalyser
| Parameter | Value |
|---|---|
Detector type | MCT, four-stage thermoelectrically cooled |
Interferometer design | Permanently aligned dual retro-reflector |
Available resolutions [cm⁻¹] | 8, 4, 2, 1 or 0.5 |
Wavenumber repeatability | < 10 ppm |
Scan frequency | > 1.5 Hz at 0.5 cm⁻¹ |
Internal reference laser | Temperature-stabilised solid-state laser at 850 nm |
Absotrans™ | Active suppression of water and carbon dioxide inside the interferometer housing |
A/D converter | 24 bit |
Operating temperature | 10–40 °C |
Humidity | Up to 90 % (non-condensing) |
Communication interface | USB 2.0 |
Built-in light source | SiC globar stabilised at 1550 K |
Power requirement (FT-IR only) | < 35 W at 12 V DC |
Software interface | Windows 7/10/11; LabVIEW; .NET-compatible DLL; API for control via Arcoptix DLL |
Veelgestelde vragen
voor GASEX OEM FTIR-gasanalysemodule met verwarmde multipass-gascel
De GASEX OEM-module is ontworpen als een geïntegreerd, op FTIR gebaseerd gasanalyseplatform voor OEM’s en systeemintegrators. Hij combineert een compacte interferometer, een IR-bron en een MCT-detector met een verwarmde multi-pass-gascel om infraroodabsorptiespectra van gassen te meten in toepassingen zoals emissiebewaking, verbrandingsregeling, milieu-analyse en industriële procesbewaking.
Volgens de productbeschrijving maken de interne coatings en het optische ontwerp het systeem geschikt voor veel voorkomende rookgas- en procesgassen, waaronder zure gassen zoals HF, HCl en HBr, evenals CO, CO₂, NO, NO₂, NOₓ, NH₃, SO₂, CH₄ en een verscheidenheid aan VOS. De exacte lijst van kwantificeerbare componenten hangt af van het gekozen spectrale bereik, het calibratiemodel en de toepassing.
Op de pagina wordt vermeld dat de typische detectielimieten voor de meeste gassen lager zijn dan 1 ppm bij een integratietijd van circa 20 seconden. De werkelijke prestaties in een specifieke installatie hangen af van de optische configuratie, de gasmatrix, de celt temperatuur en het gebruikte calibratiemodel.
Het multi-pass ontwerp dwingt de IR-bundel om vele malen heen en weer te worden gereflecteerd binnen in de cel, waardoor een effectieve optische padlengte tot 5 m wordt bereikt bij een fysiek celvolume van slechts 0,2 liter. Een langere padlengte vergroot het absorptiesignaal voor een gegeven gaskoncentratie, zodat de analyser lagere concentraties kan detecteren zonder de celgrootte te vergroten.
Het duale retro-reflector Interferometer is mechanisch robuust en permanent uitgelijnd, waardoor periodieke heruitlijning niet nodig is, zelfs niet in omgevingen met trillingen en temperatuurschommelingen. Dit verbetert de langetermijnstabiliteit, zorgt voor een consistente golflengtenauwkeurigheid en vermindert de onderhoudsbehoefte vergeleken met conventionele interferometers met bewegende spiegel.
De FTIR-module communiceert via USB en wordt ondersteund door de AoDAQ-acquisitiesoftware, die kan draaien op standaard-pc’s of embedded single-board computers. AoDAQ verzorgt de communicatie met de spectrometer, verwerkt ruwe signalen tot spectra en biedt een TCP/IP-server, zodat hogere-orde besturings- of SCADA-systemen via eenvoudige netwerkcommando’s toegang hebben tot gegevens en parameters. Daarnaast worden een API en DLL’s geleverd met voorbeelden voor C++, C#, LabVIEW en MATLAB.
Er wordt een gratis Windows-GUI geleverd voor basisbediening, configuratie en visualisatie van real-time spectra, met functies zoals averaging, referentiespectra, transmissie-/reflectiemodi en weergave van het interferogram. Voor meer geavanceerde analyses worden in samenwerking met een externe partner Panorama-softwaremodules van derden en het IRAnalyze-pakket aangeboden, die tools bieden voor multivariate kwantificatie, spectrumbibliotheekzoekopdrachten en interpretatie van IR-banden.
De FTIR-module zelf is gespecificeerd voor gebruik tussen 10 °C en 40 °C bij een relatieve vochtigheid tot 90 % zonder condensatie. De gaskamer kan worden gebruikt van −20 °C tot 200 °C en is uitgerust met verwarmingselementen om deze rond 180 °C te stabiliseren, wat belangrijk is bij het meten van vochtige of corrosieve gassen zonder condensatie.
