高精度紅外氣體傳感器用一個廣譜的光源作為紅外傳感器的光源,光線穿過光路中的被測氣體,透過窄帶濾波片,到達紅外探測器。其工作原理是基于不同氣體分子的近紅外光譜選擇吸收特性,利用氣體濃度與吸收強度關(guān)系(朗伯-比爾Lambert-Beer定律)鑒別氣體組分并確定其濃度的氣體傳感裝置。其主要由紅外光源、光路、紅外探測器、電路和軟件算法組成的光學(xué)傳感器,主要用于測化合物,例如:CH4、CO2、N2O、CO、S02、NH3、乙醇、苯等,并包含絕大多數(shù)有機物。
高精度紅外氣體傳感器檢測數(shù)據(jù)的特點:
1、具有高頻頻率分量
從示波器實測的波形我們看到傳感器輸出的信號中除4Hz外,還有高頻頻率分量,理論上,燈絲驅(qū)動電壓應(yīng)該是4Hz且占空比為50%的方波。實際的燈絲電壓波形,由于熱惰性波形出現(xiàn)斜坡。這樣經(jīng)過調(diào)制的紅外輻射通過光路,照射在但酸鋰晶體上,由于熱梯度的變化,產(chǎn)生電壓輸出,所以這些頻率分量一部分是4Hz基波的諧波;另一些是器件開關(guān)過程產(chǎn)生的。
2、經(jīng)過帶通放大后的輸出電壓信號
經(jīng)過帶通放大后,活動端和參考端兩個引腳上的電壓稱為ripple波浪波,基波頻率為4Hz。高頻信號被濾除,但活動端和參考端的波形相對燈絲下降沿有相移,并且相位角會出現(xiàn)抖動性的變化。如果不能恰好采集到峰值數(shù)據(jù),會出現(xiàn)數(shù)值大小不穩(wěn)定的現(xiàn)象。
高精度紅外氣體傳感器適用于監(jiān)測各種易燃易爆、二氧化碳?xì)怏w,具有精度高、選擇性好、可靠性高、不中毒、不依賴于氧氣、環(huán)境干擾因素較小、壽命長等顯著優(yōu)點。這些優(yōu)點將導(dǎo)致電化學(xué)、紅外原理的氣體檢測儀器占領(lǐng)更廣泛的行業(yè)端市場,并在未來逐步成為市場主流。