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红外二氧化碳传感器的原理


 红外二氧化碳传感器的原理
 测量气体浓度的理论和技术不断出现,其中包括化学传感器、陶瓷传感器及各种类型的电化学传感器.以及测量湿度的湿度传感器,二氧化碳变送器等等。每种传感器适用于一定的应用领域,但需要经常校准,并只能在清洁的环境中工作.传统的CO2传感器对于像CO2 这样的不可燃气体的测量尤其困难,化学传感器很难胜任这项工作,使用寿命也很短。其他的各种间接测量方法,由于它们通常不仅仅对一种气体组成度敏感.所以其精度很低且漂移量较大.与化学二氧化碳传感器相比,光学测量仪器有许多优点,但其昂贵的价格也确时降低了它的市场竞争力。不过,随着产品集成化程度的提高,其生产成本也正在降低这种CO2传感器的工作原理是:采用了单束双波长非发散性红外线洲量方法,其独特之处在于它的滤光镜——1种袖珍电子调谐干扰仪。这种滤光铣保证了它所透过的光波波长的精确性和稳定性,避免了由于滤光镜厦探刹器不匹配而发生的问题及传统的旋转式滤光镜所产生的磨损.本文所要讨论的是光学测量方法中的一种即非发散性红外线测量.

1 非发散性红外线气体探测办法讨论 各种气体都会吸收光。不同的气体吸收不同波长的光,比如CO2就对红外线(波长为4.26 m)蕞敏感。光学气体检测通常是把被测气体吸入一个测量室,测量室的一端安装有光源而另一端装有滤光镜和探测器.滤光镜的作用是只容许某一特定波长的光线通过.探测器则测量通过测量室的光通量.探测器所接收到的光通量取决于环境中被测气体的浓度.基于非发散性红外线气体检测原理的测量方法主要有3种:单光束单波长测量、双光束双波长测量和单光束双波长测量.

单光束单波长测,顾名思义,这种CO2传感器测量仪器只能提供单一波长的光线.在上述3种测量方法中它的性能蕞差,其稳定性极易受到诸如灯泡老化、灰尘污染及光线发射特性变化等因素的影响.目前在市场上销售的许多种单束单波,长测量仪器的稳定性都不很理想 此外,温度的变化也会影响其稳定性.但这种仪器的优点是构造简单机械性能可靠且价格低廉.

双光束双波长测,这种测量其仪器备有2个光渡通道,1个探测器及2个滤光镜,与前一种仪器比较,其精度和稳定性都有所提高,但相应的它的价格也较高.此外为 r提高其工作温度范围,2个探测器必须完全匹配.在实际应用中,2个光波通道受到的灰尘污染程度同样也会给这类测量仪器带来因非对称污染而精度失准的问题.
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