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从原理来了解非色散红外吸收气体传感器

非色散:白光通过三棱镜会被分为七色光即赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫。这个三棱镜就是一个分光系统,能把7色光分开。有分光系统的光学系统即色散型光学系统,无分光系统的光学系统即非色散性。非色散系统简易、可靠、小巧、廉价。平时我们感受到的白光、紫外、紅外光都是不同频率、波长混合成的光;而单频率、单波长的光即单色光。前面讲到只有红外线的频率和气体分子振动、转动频率相同时才会产生红外吸收,理论上在设计气体传感器时,我们希望用单色光去照射气体或者照射后我们用设置光栅(滤光片)的办法获得单色光。

非色散红外气体传感器通常由光源、光学腔体、滤光片(光栅)、探测器和信号调理电路构成,在传感器中滤光片和探测器是一体的。

红外气体传感器优点:

1、除了相同原子組成的气体,所有气体都可以测。

2、全量程。

3、传感过程本身不会干扰传感。

缺点:

1、昂贵。红外气体传感器本质上是红外幅射导致探测器温度变化进而是电性能变化的温度传感器,传感过程复杂。要求系统有如下特征:光源必须有稳定的红外幅射;光学腔体物理化学性质稳定;滤光片及红外探测器稳定。这些问题,合理的工艺技术本身能较好的解决,但是制造成本高,导致价格昂贵。

2、在普通的以宽频红外光源加滤光片加探测器设计中,滤光片本身不能实现理想的选择性滤光,因此干扰尤其是水的干扰一直存在。选择性的问题深层原因在于很多不同的气体分子会有相同的化学键,即有相近甚至重叠的红外吸收。

3、粉尘、背景幅射、强吸附及气、液、固易发生转换的检测对象都会对检测结果造成影响。

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