#臭氧檢測儀 紅外傳感器工作原理有哪些

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紅外傳(chuan) 感器是氣體(ti) 檢測儀(yi) 生產(chan) 使用常 用的傳(chuan) 感器之一，比如在檢測烷烴類可燃氣體(ti) 的時候，就能用到紅外傳(chuan) 感器。在介紹紅外氣體(ti) 傳(chuan) 感器前，我們(men) 先了解什麽(me) 是紅外吸收光譜。

紅外吸收光譜(Infrared absorption spectroscopy,IR)也稱為(wei) 分子振動-轉動光譜：當氣體(ti) 分子在受到紅外光束照射時，分子會(hui) 通過吸收一部分光能經過轉化作為(wei) 分子振動和轉動的能量。同一氣體(ti) 分子對於(yu) 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(ti) 並分別測量並記錄這個(ge) 氣體(ti) 分子吸收紅外輻射的程度，就可以得到該氣體(ti) 在測定波長範圍內(nei) 的吸收光譜曲線。每種氣體(ti) 都有特定的吸收光譜。比如，二氧化碳在2~14um範圍內(nei) 有三個(ge) 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(men) 可以利用不同氣體(ti) 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(ti) ，使氣體(ti) 分子對紅外光進行吸收，通過計算被氣體(ti) 分子吸收的量與(yu) 分子數量的比例關(guan) 係來得到待測氣體(ti) 中某氣體(ti) 的濃度值。

通過測量不同氣體(ti) 對特定波長紅外線吸收峰值的強度變化來計算氣體(ti) 的濃度就是紅外傳(chuan) 感器工作的基本原理。由於(yu) 在一般的氣體(ti) 檢測儀(yi) 上的紅外傳(chuan) 感器並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(wei) 非色散紅外吸收。

紅外吸收服從(cong) Lambert-beer定律：

I=I_0e^-kcl

在上式中： I₀——紅外輻射的初始能量

I——紅外輻射被氣體(ti) 吸收後的能量

k——與(yu) 氣體(ti) 及輻射波長相關(guan) 的常數

c——被測氣體(ti) 的濃度

L——輻射通過氣體(ti) 層的厚度

通過朗伯-比爾定律可知，光強在氣體(ti) 中隨著氣體(ti) 濃度及氣體(ti) 層厚度按常數規律衰減。氣體(ti) 的種類決(jue) 定了吸收係數k，不同氣體(ti) 的吸收係數是不同的。對於(yu) 同一種氣體(ti) 來說，k隨著入射紅外輻射波長改變而改變。我們(men) 的氣體(ti) 檢測儀(yi) 就是通過計算紅外輻射通過被測氣體(ti) 時被吸收了能量後的輻射長度來計算被測氣體(ti) 的濃度。不過需要 注意的是，使用紅外傳(chuan) 感器的氣體(ti) 檢測儀(yi) 的輸出信號會(hui) 隨著氣體(ti) 濃度的增加而形成指數衰變的趨勢，也就是說當被測氣體(ti) 濃度越高時，使用紅外傳(chuan) 感器的氣體(ti) 檢測儀(yi) 其精確度也就會(hui) 越低，所以在高濃度的環境下，我們(men) 不建議使用紅外氣體(ti) 檢測儀(yi) 。

使用紅外傳(chuan) 感器的氣體(ti) 檢測儀(yi) 是可以選擇性測量的，因為(wei) 不同氣體(ti) 分子會(hui) 吸收特定波長的紅外射線，做到選擇性吸收，我們(men) 可以通過調整輸出紅外輻射的波長來決(jue) 定測量什麽(me) 氣體(ti) 。

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