激光氣體在線監測系統采用原位測量方式，直接在安裝點完成分析。整個系統由中央處理單元、發射探頭、接收探頭與復合光纜組成。激光光源位于中央處理單元中，所發激光由光纜傳至發射探頭，激光穿過被測氣體后被接收探頭檢測。檢測信號傳回中央處理單元進行處理、分析與顯示。中央處理單元還承擔人機工作界面和輸入輸出的功能。發射探頭與接收探頭直接安裝于現場分析管線的兩側。
激光氣體在線監測系統可直接在待側管線分析，無需采樣、樣氣輸送、預處理系統等，響應速度快。實現快速的高精檢測，激光區別于普通光源的重要特性之一是它良好的單色性能。從根本上排除了傳統氣體吸收譜技術測量某一氣體成分時受到氣體中其它成分吸收譜干擾的可能，更能反映待側成分的實際含量及微小變化。
通過使用單行分子吸收光譜來測量氣體濃度。就是通過測量具有某一特定吸收譜線的激光束在穿過被測氣體時發生的衰減信息，并根據激光強度衰減與被測氣體含量間的正比關系，分析獲得被測氣體的濃度。
為執行線吸收光譜，使用一個激光二極管作為光源，這是因為激光的光譜寬度比分子吸收光譜窄很多，發射的激光譜寬小于0.0001 nm，其頻率調制掃描范圍也僅包含被測氣體單吸收譜線，因此成功消除了背景氣體交叉干擾影響。另外可為激光選擇和待測氣體的一個吸收線很相近的波長，通過改變電流和溫度來調制激光波長以覆蓋所需要的窄光譜范圍，當在吸收線上調制激光時，激光會被部分地吸收，從接收到的激光信號可以提取吸收線下的區域，從而測出氣體濃度。同時，激光波長既掃描過有氣體吸收的區域，也掃描過沒有氣體吸收的區域，當波長位于吸收區域時可測得包含氣體和粉塵在內的總透光率T總，當波長位于無氣體吸收區域時可以測得粉塵透光率T粉塵，從而可以準確獲得被測氣體的透光率，T氣體=T總/T粉塵。這樣中心單元就可以對測量結果進行自動修正，從而免受被測氣體中粉塵的影響。此外，還對被測氣體溫度、壓力的影響也作出修正，終實現準確的在線氣體分析。
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