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紅外輻射式傳感器的應用——紅外氣體分析儀

   2019-10-18 十二3
核心提示:若樣品室和參比室均無二氧化碳氣體,只要兩束輻射完全相等,那么敏感元件所接受到的一個恒定不變的輻射。因此,敏感元件只有直流響應,交流選頻放大器輸出為零。

紅外傳感器應用越來越廣泛,它可以用于非接觸式的溫度測量,氣體成分分析,無損探傷,熱像檢測,紅外遙感以及軍事目標的偵查、探索、跟蹤和通信等,紅外傳感器的應用前景隨著現代科學技術的發展,將會更加廣闊。

  根據紅外輻射在氣體中的吸收帶不同,可以對氣體成分進行分析,例如,二氧化碳對紅外光的透射光譜如圖13-7所示。。二氧化碳對波長(λ)為2.7μm、4.33μm和14.5μm紅外光能強烈洗漱,而且吸收譜線相當的寬,即存在吸收帶。根據實驗分析,只有4.33μm吸收帶不受大氣中其他成分影響,因此可以利用這個吸收帶來判別大氣中的二氧化碳成分。

轉換138

  圖13-8所示的是紅外氣體分析儀示意圖。它由氣體(含二氧化碳)的樣品室、參比室(無二氧化碳)、電機式調制、反射鏡系統、濾光片、紅外檢測器和選頻放大器等組成。

  測量時,使待測氣體連續流過樣品室,參比室里充滿沒有二氧化碳的大氣或含有一定量二氧化碳的大氣。紅外光源發射的紅外光分成兩束光經反射鏡反射到樣品室和參比室,再經反射鏡系統,將紅外光經中心波長為4.33μm的紅外光濾色片透射到紅外敏感元件上,敏感元件交替的接收通過樣品室和參比室的輻射。

  若樣品室和參比室均無二氧化碳氣體,只要兩束輻射完全相等,那么敏感元件所接受到的一個恒定不變的輻射。因此,敏感元件只有直流響應,交流選頻放大器輸出為零。

  若進入樣品室的氣體中含有二氧化碳氣體,對4.33μm的輻射就有吸收,那么兩束輻射的光通量不等,則敏感元件所接收到的就是交變輻射,這時選頻放大器輸出不為0.經過標定后,就可以從輸出信號的大小來推測二氧化碳的含量。

 
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