北京光感慧智科技有限公司:专业提供激光气体分析仪、激光湿度分析仪、城市生命线燃气监测、城市生命线安全监测
产品矩阵与行业赋能
激光气体分析仪、激光湿度分析仪、激光甲烷模块、激光甲烷监测仪、甲烷泄漏监测、城市生命线燃气监测、城市生命线安全监测、阀门井可燃气体探测器、地埋式燃气管线监测终端
现已形成覆盖城市生命线、智慧燃气、工业互联网、气象监测、环保治理及科研创新等领域的全链条解决方案,以激光般的精准度与可靠性,助力各行业:
城市安全:守护地下管网安全,构建智能燃气监测体系;
工业革新:赋能工业生产过程气体监测,推动绿色工厂节能升级;
绿色发展:为环境监测与碳排放管理提供精准数据支撑;
官网:www.gghzlaser.com
电话:010-67886870
北京光感慧智科技有限公司是依托重大科技成果转化专项课题设立的成果转化平台,属国家高新技术企业,北京市专精特新企业。公司核心研发团队自2006年起深耕激光气体检测技术,2013年激光湿度:针对文保、气象等行业需要推出了激光湿度系列产品;2017年激光甲烷/烟气湿度:针对环境监测、安全监测等领域需要推出激光甲烷、高温烟气湿度等系列产品;2020年成立光感慧智产业化载体公司;是国内在该方向上具有先发优势的团队之一。
北京光感慧智科技有限公司(以下简称“光感慧智”)源于中科院半导体所与中国航天,依托国家级重大研发专项,是城市安全防护+产业绿色低碳综合服务商,为国家高新技术企业、北京市专精特新企业。
公司深耕激光传感领域二十余年,拥有国家技术发明奖二等奖、北京市科学技术奖三等奖等核心荣誉,深度参与多项国家标准与行业团体标准制定,技术底蕴深厚、研发实力雄厚。
公司以激光精密传感为核心技术引擎,深度融合AI人工智能、大数据分析、物联网IoT等前沿技术,构建“安全守护+绿色赋能”双轮驱动战略。聚焦城市生命线、能源安全、工业节能、双碳监测、气象监测五大核心领域,提供“产品+实施+运维”全生命周期一体化解决方案。
公司在北京亦庄建有自主研发生产基地,工业级产品年产能达5万台套、消费级产品50万台套,具备规模化交付、稳定供货及长期运维保障能力。
紧握时代脉搏,聚焦战略赛道
公司以国产化替代、智能制造、绿色低碳转型为战略坐标,专注于国产高性能传感器与仪器的研发及产业化,致力于让先进激光传感技术成为行业智能化升级的核心驱动力,打造全自主可控的高端传感产品矩阵。
一、TDLAS技术及公司技术优势
1.1 TDLAS技术原理
TDLAS是一种新型的非接触气体测量方法,通过分析测量光束被气体的选择吸收程度获得气体浓度,具有灵敏度高、选择性强、响应速度快的特点,有利于应对复杂工业环境多样化的需求。具体原理如下:当一束特定频率的光通过待测气体时,由于气体分子的吸收导致了通过待测气体的光强产生衰减。
该技术具有如下优势:
1、测量精度高,无交叉干扰:测量结果线性度高(R2≥99.9%),测量误差小;窄线宽光谱“指针式”测量,无气体“交叉干扰”;
2、动态范围大,响应时间快:亚秒级响应时间,快速响应气体浓度变化,实现5个量级的大动态范围测量,量程覆盖0—100%;
3、可靠性高、环境适应性强:非接触式光学测量,可靠性高;
耐腐蚀、耐高温,对于冷凝液滴不响应,适合复杂工况测量。
1.2公司TDLAS核心技术优势
公司掌握TDLAS激光传感技术全链条技术要点,拥有复杂工况测量的核心自主知识产权,形成了各类激光传感器产品,经过关键器件、核心算法和工程应用技术创新,实现了在高温、高湿、高流速、液滴、腐蚀等复杂工况下的工程应用。公司首创新一代DR-TDLAS(Diffuse Reflection-TDLAS)技术,该技术基于漫反射、多波长、高冗余、光电分离、微弱信号检测等,升级为第二代TDLAS激光检测技术体系,解决高温、高湿、冷凝液滴、气溶胶、水泡、腐蚀等各类场合气体准确可靠测量的难题,提供面向复杂工况的气体可靠测量的传感器及测量仪整体解决方案。围绕技术体系创新,公司委托科技部查新中心进行国内外查新,表明该创新点为国内外未见相同文献报道,填补国内外空白。
(1)光学系统共模干扰抑制技术
针对复杂工况测量对光学系统的影响,包括激光器光源功率波动、光学窗口污损、空间传输损失(烟尘散射、遮挡)影响测量结果。因此研制了波长扫描技术,利用探测光的不同谐波随波长变化曲线联立计算,抑制光学系统中对波长不敏感的共模干扰。规避了激光器功率波动、器件受到外界干扰的光传输能力下降,大大提升了系统在复杂工况应用时的环境适应性。
(2)环境适应性增强光路系统设计
为提高TDLAS技术环境适应性,扩大传感器应用范围,创新的提出了分布式光路-电路分离光路系统设计,及二维漫反射结构配合低噪声放大的气体测量技术,构建了一种全光学结构的探测测量气室结构,充分发挥气体测量非接触式方法。该结构在前端仅由光学器件构成。采用特殊光路设计,抑制传统光学器件易发生干涉的问题,降低了测量时的干扰信号,使系统测量接收信号动态范围更大,提高了系统的环境适应性。
(3)环境因子修正技术
在产品应用的多种复杂环境下,针对气体吸收特性,建立特征吸收数学模型,开发了温度、压力修正的核心算法和吸收峰搜寻锁定算法,保证了不同温度压力环境下检测数据的准确性和稳定性;开发了参比峰浓度解调算法和背景信号扣除算法,解决了复杂气体环境中背景信号影响检测结果的问题,进一步提高了检测精度;针对部分高流速环境,开发了高速激光扫描控制算法,降低流速产生的折射率不均匀性对测量产生的影响。
(4)激光器耦合封装精准波长调谐技术
激光光源采用特定波长单纵模输出的多量子阱 DFB(Distributed Feedback Bragg)激光器,采用温度粗调加偏置电流微调的组合方式,精准调谐输出波长;采用两透镜加隔离器的光耦合体系,提高耦合效率和容差。为控制其工作温度实现对波长粗调、电流实现对波长微调方法锁定波长。采用高导热材料、TEC热管理设计,隔离制冷器冷端和热端,提高温控效率;采用真空压焊工艺设计,将散热通道焊接空洞率降低到1%以下,改善器件导热、散热效率。提高了波长调节速率和波长控制精度,实现工作环境下的波长锁定。使得产品达到了-40℃~70℃的环境适应性,满足了全国户外环境使用。
(5)耐腐蚀、耐高温光学气室
研发了耐腐蚀、耐高温的非接触式光学耦合气室,通过高精度五维平移台进行光学准直,通过钎焊、激光点焊方式固定,保证在高温、高湿环境下固定可靠。光窗设计加热、吹扫功能,防止光窗凝结水滴,附着烟尘,提高测量可靠性。针对更为恶劣工况,设计了非光学耦合结构的二维漫反射微弱信号探测方法,实现光束探入恶劣工况,系统收集微弱反射信号,实现系统在结露、水淹及更高温环境正常工作。
1.3技术特色及先进性
(1)激光水汽产品的技术独特性表现在:针对复杂工况——高温、高湿、腐蚀、气溶胶环境开展技术创新,设计精准波长输出及宽光束输出蝶形DFB激光器,设计光电分离式环境增强型光路结构及耐高温、耐腐蚀光学耦合气室,建立了非线性水汽吸收模型。通过核心激光器的封装设计及耦合设计,实现蝶形封装激光器工作在-40℃~75℃,高低温下实现波长精准控制输出,配合分离式光路系统结构,将光学气室探入恶劣工况,耐受高温350℃,同时可在各类腐蚀环境下工作。
领先性:公司产品填补了国内外高湿测量空白,应用在环保领域、工业控制领域,特别是烘干领域,实现高温烘干产线的湿度精确测量,配合湿度控制装置,优化工艺过程,实现节能减排效果,为国家“双碳”政策提供了技术支撑。
(2)激光甲烷产品技术独特性表现在:针对复杂工况——冷凝、水淹环境开展技术创新,设计特殊光学耦合气室,利用低噪声电路放大技术和抑制漂移探测技术,研制自动增益低噪声控制电路板。配合特殊光路结构耦合气室,实现气室在反射面形成冷凝水滴时,传感器可正常探测。
领先性:公司产品是同类产品中首先关注并实现冷凝环境气体测量功能的,千只以上传感器在城市燃气阀井中工作2年以上,验证了该产品的抗结露和水淹效果。解决了传统镜面传感在水泡、结露之后产品误报、漏报的现象,目前市场同类产品该场景下误报率、漏报率极低。
二、公司的研发产品储备
光感慧智掌握了全链条技术,掌握了关键技术、关键器件、核心算法、工程化技术、产品设计。同时公司从近红外TDLAS技术拓展至中红外TDLAS技术,储备PAS光声谱技术等,按照应用一代、研发一代、储备一代的发展规划进行产品发展规划。
围绕技术树,公司储备在研的或即将上市的产品按照三维坐标展开,其中X轴为技术路线,采用近红外TDLAS、中红外TDLAS和储备的PAS技术路线;Y轴为气体测量浓度范围,从ppb~106ppm量级;Z轴为测量气体种类,包括甲烷气体、水汽、二氧化碳、乙醇等,同时公司按照项目定制开发的氧气、一氧化碳、氰化氢等气体未包括其中。
近红外的产品以现有各类工业级、家用级传感器组成,同时正在开发ppm级近红外和ppb级中红外甲乙烷测量仪为主,储备了甲烷的QEPAS光声谱技术。目的是增加城市管道巡检泄漏监测场景应用,拓展甲烷通量监测,不断提高产品的测量下限。
,近红外的产品以高温湿度、气象湿度产品组成,其追求的是更高的测量范围,超过水汽的106ppmV测量范围,符合高温工业应用需求;拓展ppm级微水测量,通量水汽测量及其他近红外、中红外水汽测量解决方案,同时储备了QEPAS的水汽测量技术。
公司二氧化碳、乙醇产品线除工业排放的二氧化碳产品采用近红外TDLAS技术以外,其他产品全部集中在中红外TDLAS技术领域,不仅如此,还实现中红外高速测量(毫秒测量)、高速气体浓度响应测量(10Hz)、中红外遥测测量等,主要集中的领域为通量测量、酒驾遥测等方向。
未来,公司拓展中红外波段气体探测产品体系,实现更多气体、更低下限的气体浓度测量,不断拓展公司气体测量能力,为更多领域开发适用的气体测量产品。










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