《红外气体传感器》课件.pptVIP

**************红外气体传感器的工作原理1红外辐射吸收红外气体传感器利用特定气体分子对红外辐射的吸收特性，通过测量吸收光强的变化来检测气体浓度。2红外光源传感器发射特定波长的红外光，照射到待测气体样本中。3光电检测红外接收器接收经过气体样本吸收后的红外光，将光信号转换为电信号。红外光谱红外光谱是指物质对不同波长的红外辐射的吸收或发射光谱。红外光谱可用于分析物质的分子结构、化学成分和官能团。通过分析红外光谱图，可以识别物质中的官能团，例如碳氢键、碳氧键和氮氢键等。这些信息对于物质的定性分析和定量分析都非常重要。红外活性气体分子红外吸收红外活性气体分子在红外光谱中具有独特的吸收峰。这些吸收峰对应于分子振动和旋转能级的跃迁。不同分子具有不同的吸收谱，可以利用红外光谱来识别和定量分析气体成分。主要特点红外活性气体分子通常具有极性键或非对称结构。这些特点会导致分子偶极矩的变化，并使其能够吸收红外辐射。红外辐射的吸收和发射1发射物体温度越高，发射的红外辐射越强2吸收物体吸收红外辐射的能量，温度上升3热平衡物体吸收的红外辐射能量等于发射的红外辐射能量红外辐射的吸收和发射是红外传感器工作的基础。不同物质对红外辐射的吸收和发射能力不同，这是红外传感器识别不同气体的原理。气体对红外辐射的吸收特性不同气体对红外辐射的吸收特性各不相同，这取决于气体分子的结构和化学键。例如，二氧化碳分子具有弯曲振动模式，它可以吸收特定波长的红外辐射。每种气体都有其独特的吸收光谱，可以通过分析吸收光谱来识别气体类型和浓度。红外气体传感器利用这一原理，通过测量气体对特定波长红外辐射的吸收量来检测气体。红外检测技术光谱分析通过分析气体对红外辐射的吸收光谱，确定气体种类和浓度。红外传感器将红外辐射转换为电信号，实现气体浓度的实时监测。信号处理对传感器输出的信号进行处理，消除噪声，提高测量精度。红外接收器件红外接收器件是红外气体传感器的关键组成部分，负责将红外辐射信号转换为电信号。常见的红外接收器件包括热释电探测器、光电二极管、光电三极管和光电倍增管等。不同类型的红外接收器件具有不同的工作原理、响应速度和灵敏度。选择合适的红外接收器件需要根据具体的应用场景进行选择，例如，热释电探测器适用于检测快速变化的红外辐射信号，而光电二极管则适用于检测低强度红外辐射信号。红外检测电路信号放大红外信号很弱，需要放大电路，放大信号至可被处理的强度。滤波处理红外检测电路中存在噪声，需要滤波器，滤除噪声，保证信号清晰度。信号处理将红外信号转换为可读的数字信号，例如电压或电流，便于处理。数据输出将处理后的数据输出到计算机或其他设备，供后续分析和应用。红外测量系统组成红外测量系统通常包括红外传感器、信号处理电路、显示器和数据记录器。它们协同工作，将红外信号转换为可读信息。应用广泛应用于气体检测、环境监测、工业过程控制和医疗诊断等领域。类型红外测量系统可以是单通道或多通道的，取决于应用的具体需求。优势红外测量系统具有灵敏度高、响应速度快、非侵入式等优点，使其成为多种应用的理想选择。红外传感器的性能指标红外气体传感器性能指标包括灵敏度、响应时间、漂移、线性度、重复性、稳定性、温度系数和湿度系数等。灵敏度指的是传感器对目标气体浓度的变化敏感程度，响应时间指的是传感器从初始状态到稳定状态的时间，漂移指的是传感器输出信号在一段时间内的变化，线性度指的是传感器输出信号与目标气体浓度之间的线性关系，重复性指的是传感器在相同条件下重复测量结果的一致性，稳定性指的是传感器输出信号随时间变化的稳定程度，温度系数指的是传感器输出信号随温度变化的程度，湿度系数指的是传感器输出信号随湿度变化的程度。分光光度法11.分光利用光栅或棱镜将红外光束分成不同波长的光束，每个光束对应一种特定波长的红外光。22.透射光束穿过待测气体，部分光束被气体分子吸收，部分光束透射过去。33.检测检测器测量透射光束的强度，通过分析透射光强度变化来确定气体浓度。44.分析根据气体对不同波长红外光的吸收特征，确定气体种类和浓度。非分光光度法原理非分光光度法不使用分光元件，而是利用气体对红外辐射的总吸收量来测量气体浓度。该方法利用气体在特定波长范围内对红外辐射的吸收特性，通过测量红外辐射的吸收量来确定气体浓度。优势结构简单、成本低廉、响应速度快，适合应用于需要快速、低成本的场合。对环境温度和湿度的影响较小，在各种环境条件下都能保持较好的稳定性和可靠性。温度补偿技术1环境温度变化影响传感器灵敏度2温度补偿电路消除温度影响3提高精度