1.紅外輻射:所有物體都以不同的方式發(fā)射紅外輻射,其強度和頻譜特征取決于物體的溫度和分子結(jié)構(gòu)。紅外輻射具有比可見光更長的波長,通常在0.7微米到1毫米之間。
2.吸收特性:不同的氣體對不同波長的紅外輻射具有不同的吸收特性。每種氣體都有特定的紅外吸收帶,當紅外輻射通過包含該氣體的空氣時,會被氣體吸收。
3.檢測器:紅外氣體傳感器通常使用紅外檢測器來測量紅外輻射。最常見的紅外檢測器是熱電堆、光耦合器和半導體敏感元件。
1)熱電堆(Thermopiles):熱電堆由多個熱敏電阻組成,當紅外輻射照射到熱電堆上時,熱阻發(fā)生變化,產(chǎn)生微小的電壓信號。這個信號經(jīng)過放大和處理后,可以得到與紅外輻射強度相關(guān)的輸出。
2)光耦合器(Optocouplers):光耦合器由紅外發(fā)射二極管和光敏二極管組成。紅外輻射照射到紅外發(fā)射二極管上,產(chǎn)生光信號,經(jīng)過傳輸后被光敏二極管接收并轉(zhuǎn)換為電信號輸出。
3)半導體敏感元件:某些半導體材料具有對特定波長的紅外輻射的敏感性。當紅外輻射照射到半導體敏感元件上時,其電阻、電容或電壓發(fā)生變化,可以通過測量這些變化來檢測和測量紅外輻射。
4.分析和解讀:傳感器將從檢測器獲得的信號進行分析和解讀,以確定檢測區(qū)域中氣體的存在和濃度。通常使用校準曲線或模型來將測量值轉(zhuǎn)換為對應的氣體濃度。
高精度紅外氣體傳感器
確保高精度紅外氣體傳感器精度的幾個關(guān)鍵因素:
1.校準:定期對傳感器進行校準非常重要。校準過程可以修正傳感器的偏差,并確保其輸出結(jié)果準確可靠。
2.溫度補償:傳感器的工作性能可能受到環(huán)境溫度的影響。因此,傳感器通常會進行溫度補償,以調(diào)整其輸出結(jié)果,以消除溫度變化對測量精度的影響。
3.濾波:傳感器可能會受到來自其他光源的干擾,例如陽光或人造照明。通過使用適當?shù)臑V波器,可以降低這些干擾,提高傳感器的選擇性和穩(wěn)定性。
4.反射率校正:紅外輻射的測量受到目標物體的反射率的影響。傳感器通常根據(jù)目標物體的反射率進行校正,以減少誤差并提高測量結(jié)果的準確性。
5.穩(wěn)定性:傳感器的穩(wěn)定性對于保持精度至關(guān)重要。傳感器的設計和制造質(zhì)量應該確保其長期穩(wěn)定性,以避免誤差積累和性能退化。
環(huán)境適應性:紅外氣體傳感器需要適應不同的環(huán)境條件,例如濕度、壓力和氣體組成的變化。通過在傳感器設計中考慮這些因素,并在操作過程中進行適當?shù)难a償和調(diào)整,可以提高傳感器在不同環(huán)境下的精度和可靠性。