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      紅外傳感器工作原理

      來源: 未知    人氣: 209     發布日期:2016-06-22

      紅外傳感器氣體檢測儀生產使用最常用的傳感器之一,比如在檢測烷烴類可燃氣體的時候,就能用到紅外傳感器。在介紹紅外氣體傳感器前,我們先了解什么是紅外吸收光譜。

      紅外吸收光譜(Infrared absorption spectroscopy,IR)也稱為分子振動-轉動光譜:當氣體分子在受到紅外光束照射時,分子會通過吸收一部分光能經過轉化作為分子振動和轉動的能量。同一氣體分子對于不同波長的紅外輻射吸收的程度也不相同。如果將不同波長的紅外輻射通過某氣體并分別測量并記錄這個氣體分子吸收紅外輻射的程度,就可以得到該氣體在測定波長范圍內的吸收光譜曲線。每種氣體都有特定的吸收光譜。比如,二氧化碳在2~14um范圍內有三個吸收峰值,分別是2.78um,4.28um,14.3um;而甲烷的吸收峰值在3.39um附近。我們可以利用不同氣體的特征波長的紅外光譜用簡單的窄帶濾光片分離出來,再通過待測氣體,使氣體分子對紅外光進行吸收,通過計算被氣體分子吸收的量與分子數量的比例關系來得到待測氣體中某氣體的濃度值。

      通過測量不同氣體對特定波長紅外線吸收峰值的強度變化來計算氣體的濃度就是紅外傳感器工作的基本原理。由于在一般的氣體檢測儀上的紅外傳感器并不是采用分光光度計的色散方法來獲得特征光譜,而是用濾光片截取窄帶紅外光譜,所以這種紅外光譜檢測的方法也被稱為非色散紅外吸收。

      紅外吸收服從Lambert-beer定律:

      I=I0e-kcl

      在上式中: I0——紅外輻射的初始能量

      I——紅外輻射被氣體吸收后的能量

      k——與氣體及輻射波長相關的常數

      c——被測氣體的濃度

      L——輻射通過氣體層的厚度

      通過朗伯-比爾定律可知,光強在氣體中隨著氣體濃度及氣體層厚度按常數規律衰減。氣體的種類決定了吸收系數k,不同氣體的吸收系數是不同的。對于同一種氣體來說,k隨著入射紅外輻射波長改變而改變。我們的氣體檢測儀就是通過計算紅外輻射通過被測氣體時被吸收了能量后的輻射長度來計算被測氣體的濃度。不過需要 注意的是,使用紅外傳感器氣體檢測儀的輸出信號會隨著氣體濃度的增加而形成指數衰變的趨勢,也就是說當被測氣體濃度越高時,使用紅外傳感器氣體檢測儀其精確度也就會越低,所以在高濃度的環境下,我們不建議使用紅外氣體檢測儀。

      使用紅外傳感器氣體檢測儀是可以選擇性測量的,因為不同氣體分子會吸收特定波長的紅外射線,做到選擇性吸收,我們可以通過調整輸出紅外輻射的波長來決定測量什么氣體。

      紅外氣體檢測儀可以檢測大多數烷烴類氣體和二氧化碳等常見氣體,紐福斯科技通過多年技術積累,目前已成功研發生產出400多種氣體的氣體檢測儀,如需了解更多產品或咨詢,歡迎來電垂詢,免費服務熱線:4007-8090 820。

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