近几年由于在美国发生了若干起管道重大突发事故,促使美国政府和有关部门不断寻求更加先进且安全可靠的装置,以保证管道的安全。在天然气管道输送过程中,如果管输天然气的湿度太大,天然气的含热量就会降低,管子受腐蚀的危险也就会增大。而且,水蒸汽能够与CO2结合生成碳酸,冬季时期会在管道中形成冰堵。为了测量天然气管道中的水蒸气和CO2含量,管道工业界的科研人员将用于航天工业的二极管激光气体检测系统安装在管道线路上,以解决管道的安全问题。由于这种非接触式传感器所固有的稳定性,还可降低管道的维护费用。
早在20世纪50和60年代,激光技术的研发活动蓬勃兴起。1964年,贝尔实验室首创了世界第一批半导体激光器。但当时它们的造价极其昂贵、体形庞大,犹如一辆吉普车的大小,而且要用液态氦进行冷却。为缩小二极管激光器的尺寸并寻求其它冷却方法以降低其成本,此后又进行了长期的研究过程。1986年,日本Fujitsu公司制造了第一台近红外线二极管激光器,而且利用液氮冷却方法取代液氦冷却,从而大大减小了其整个尺寸,使其更便于测量大气中的水蒸气和CO2含量。90年代中期,臭氧洞被发现,推动了美国航天和航空管理局喷气发动机实验室(JPL)对二极管激光分光计的研究。使分光计二极管激光成套装置的尺寸被缩小到比一枚硬币还小的程度,而且使二极管激光器的造价降低到可供工业过程控制系统之用。
为了将可调谐二极管激光湿分/CO2含量检测系统用于输气管道,SpectraSensors公司制造了几台样机,并于1999年夏公开展示,显示出其具有的高精度和无需进行标度的高可靠性优点。该系统的第一台装置已于1999年卖给了El Paso天然气公司,接着又出售给安然公司和BPM-威廉斯公司。美国专利局承认了可调谐激光的波长以及对天然气中的水蒸气进行传感测量的方法。