Để thu được các chỉ số nồng độ, các nhà máy công nghiệp dựa vào máy phân tích hoặc cảm biến hóa học. Một phép đo tự động quan trọng trong các cơ sở hóa dầu đảm bảo rằng oxy không xâm nhập vào đường ống dẫn khí thải giữa bình tách và lớp niêm phong chất lỏng, giúp ngăn ngừa hỗn hợp dễ cháy nổ.

Nhiều phương pháp phân tích truyền thống đã được điều chỉnh để đo các loại khí như oxy bằng phương pháp chiết xuất hoặc trực tiếp trong dòng chảy của quy trình, phương pháp sau giúp tránh được nhu cầu phân tích trong phòng thí nghiệm. Điều này bao gồm các công nghệ như từ tính (để đo oxy), hồng ngoại không phân tán (NDIR), tử ngoại-ánh sáng nhìn thấy (UV-vis) và các phương pháp điện hóa. Đặc biệt, quang phổ hấp thụ laser diode điều chỉnh được (TDLAS hoặc TDL) đang ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng này.

Mặc dù TDL ban đầu chủ yếu là một phương pháp chiết xuất, nhưng nó đã phát triển. Ngày nay, nhiều nhà sản xuất đang giới thiệu các thiết kế đo lường tại chỗ, bao gồm thiết lập ngăn xếp chéo và đầu dò. METTLER TOLEDO cũng đã giới thiệu một bộ điều chỉnh quy trình wafer hoạt động trong đường ống có đường kính hẹp chỉ từ 5 đến 10 cm (2 đến 4 inch).

Hãy cùng xem xét các kỹ thuật quang phổ hấp thụ và cách TDL so sánh với các kỹ thuật khác như UV-Vis. Một lợi ích đáng kể của TDL là vạch hấp thụ hẹp, thường là duy nhất cho một chất phân tích cụ thể và hoàn toàn phù hợp với dải phổ hẹp của ánh sáng laser. Mặt khác, các công nghệ như máy phân tích từ tính có thể dễ bị nhiễu và không đo trực tiếp trong chính quá trình.

Định luật Beer-Lambert cho thấy một trở ngại lớn để đạt được các phép đo TDL ở mức thấp (ppm và ppb) là những hạn chế của OPL tổng thể. Một thách thức trong việc thu được phép đo TDL liên quan đến sự sẵn có trên thị trường của các laser có bước sóng cần thiết. Ví dụ, oxy là một chất hấp thụ yếu trong dải NIR của các laser hiện có, do đó cần phải tìm cách tăng OPL để có được các phép đo chính xác.

Trong các ngành công nghiệp chế biến, một hạn chế đáng kể thường là kích thước vật lý của đường ống chứa mẫu khí. Đối với các ống dẫn lớn hơn (1 – 3 m), OPL không phải là trở ngại đáng kể, ngay cả đối với các chất hấp thụ yếu như oxy. Tuy nhiên, khi đường kính ống giảm xuống dưới 38 cm (15 in.), việc đo oxy dưới 5000 ppm (0,5%) trở nên khó khăn hơn nhiều.

Hiện nay, có một vài thiết kế có sẵn để cải thiện OPL cho các phép đo TDL chiết xuất, nhưng chỉ có một sự điều chỉnh đáng chú ý tồn tại cho các phép đo tại chỗ trong đường kính ống nhỏ. Thêm vào đó, nếu cụm ống được thiết lập theo chiều dọc, khí làm sạch dùng để bảo vệ hệ thống quang học khỏi bị nhiễm bẩn có thể làm loãng dòng mẫu, làm phức tạp việc đo chính xác giới hạn nổ thấp nhất (LEL) của oxy.

Phương pháp này độc đáo vì nó không yêu cầu gương hoạt động trong dòng mẫu được điều kiện tốt; thay vào đó, nó nhân đôi hoặc nhân ba đường đi của tia laser bằng cách sử dụng lăng kính quang học. Lăng kính thứ hai được cách ly khỏi khí xử lý, lý tưởng cho các môi trường khắc nghiệt dễ bị nhiễm bẩn quang học. Thêm vào đó, phương pháp này nhỏ gọn hơn, dễ dàng lắp đặt trong các không gian hạn chế.

Lăng kính quang học thứ cấp tương tự hoạt động cho cả hai biến thể OPL gấp đôi (MR2) và gấp ba (MR3). Đối với phản xạ gấp ba, một thấu kính sapphire không phủ lớp, bền chắc và tương thích hóa học được sử dụng, giúp giảm thiểu các vấn đề từ các bề mặt phản xạ phẳng có thể ảnh hưởng đến độ chính xác đo.