激光气体分析仪光强报警故障的排查方法

一、故障背景

基于可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术的气体分析仪器，对光路状态较为敏感，光路的变化会直接影响测量结果的准确性。在各类光路故障中，光强（光能量）报警的出现频率较高，其成因涉及多个方面，需要逐一排查。

仪器的光强值通常以百分数的形式显示在主界面上，表示仪器当前工作光能量与标定光能量的比值。受现场工作环境与工况条件的影响，光强值会出现不同程度的衰减。光强值的正常范围为80%～100%；当光强值低于 60% 时，主界面通常会显示光强报警提示，光强数值变为红色，如主界面如下图所示：

主界面光强值显示

二、故障确认

三步快速定位

（1）看光强电压值

进入谱图界面查看光强电压值（如下图），正常值在 400～600 之间；低于 300 说明光路衰减较严重。

光谱波形界面（光强电压值与吸收光谱形态）

（2）看光谱形态

对照正常光谱图查看吸收光谱形态如上图。如果峰形完整、无异常毛刺，则故障原因大概率是窗口片污染；如果光谱形态异常或消失，则需要进一步排查光路的机械原因或光谱仪的电路原因。

（3）看气室伴温

对于带气室伴热的仪器，冷热态的差异会引起光路物理尺寸的微小变化，进而影响光强值。加热失效或加热失控，通常是造成此类故障的主要原因。温度恒定如下图：

测量界面（温度恒定）

通过上述三个工作参数，可将故障大致划分为光路故障与电路故障两类，再分别着手排除。典型故障的排查方法详解如下。

三、典型故障排查方法

（故障1）镜片污染

原因分析： 光强电压值偏低，光谱形态正常，气室伴温正常。气室进水、进尘是导致光强衰减的首要原因。

光学镜片污染

（故障2）镜片损坏

原因分析： 光强电压值偏低或为零，光谱形态异常，气室伴温正常；气室腐蚀现象明显，窗口片镀膜层已被破坏；或者气室压力异常，窗口片出现雾化、开裂等物理损坏。

光学镜片破碎、脱落与反射镜损坏

（故障3）伴热失效

原因分析： 光强电压值偏低，光谱形态异常，气室伴温异常。气室伴热失效或失控引起的温度异常，会使光路的固定件和连接件产生微小尺寸变化，进而导致光路偏移。

（故障4）光路偏移

原因分析： 光强电压值偏低或为零，光谱形态异常，气室伴温正常。运输过程或现场振动，偶发性地造成光学元件固定件松动或移位，导致光路偏移甚至失效。

光路简图

（故障5）测量漂移、不稳定

原因分析： 光强电压值明显偏低，光谱形态异常，气室伴温正常。激光器前置电路高温老化、现场电磁干扰等问题，会导致信号不稳定。

光谱形态异常

（故障6）激光器衰减

（故障7）标定错误

原因分析： 光强电压值偏低，光谱形态正常，气室伴温正常。人为操作的错误标定数据，会导致光强值异常和测量偏差，如下图：

标定错误

排除方法： 检查仪器的操作日志和存储的标定数据，排除异常数据，或恢复出厂设置后重新标定，即可排除故障。

四、故障代码

仪器报故障后，点击“运行日志”查找故障码。

故障代码800-图片

故障代码表

偏离标定值0.3℃

此外，现场使用的仪表气洁净度不足、含水或含油等污染物时，长期使用后会污染激光器表面或其他光学镜片，产生类似的故障现象，且该类问题在现场出现频率较高，仪器维护时应特别注意；一旦出现，应清洁激光器表面，并加装仪表气过滤器以排除故障。

五、小结

仪器出现光强报警提示后，应逐步排查：先看数据、再分析现象、继而确定问题、最后排除故障。多数情况下无需盲目返厂，现场即可完成故障排除，从而为使用单位节省大量时间与费用成本。