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NDIR式-/氣體傳感器的領軍企業費加羅技研

何謂氣體傳感器 ~氣體傳感器的檢測原理~

所謂氣體傳感器,是一種可以檢查出目視不到的氣體存在的傳感裝置。在以家用天燃氣·丙烷氣體報警器為主的空調與空氣潔凈器、汽車等領域廣泛得到應用?,F在對我公司最擅長的4種氣體檢測原理進行說明。

  • 半導體式
  • 催化燃燒式
  • 電化學式
  • NDIR式

NDIR(非色散型紅外線)式氣體傳感器的工作原理

NDIR(non-dispersive infrared)式氣體傳感器是通過由入射紅外線引發對象氣體的分子振動,利用其可吸收特定波長紅外線的現象來進行氣體檢測的。紅外線的透射率(透射光強度與源自輻射源的放射光強度之比)取決于對象氣體的濃度。

傳感器由紅外線放射光源、感光素子、光學濾鏡以及收納它們的檢測匣體、信號處理電路構成。在單光源雙波長型傳感器中,在2個感光素子的前部分別設置了具有不同的透過波長范圍閾值的光學濾鏡,通過比較可吸收檢測對象氣體波長范圍與不可吸收波長范圍的透射量,就可以換算為相應的氣體濃度。因此,雙波長方式可實現長期而又穩定的檢測。

檢測原理

用中波段紅外線照射氣體后,由于氣體分子的振動數與紅外線的能級處于同一個光譜范疇,紅外線與分子的固有振動數發生共振后,在分子振動時被氣體分子所吸收。

氣體濃度與紅外線透射率的關系可通過下述朗伯-比爾定律進行說明。對于NDIR式氣體傳感器來說,對象氣體的吸光度ε與光程d是不變的,在與成為對象的氣體吸收能(波長)一致的光譜范疇,通過測定紅外線的透射率T,即可得到對象氣體的濃度c。

來自放射源的入射光強度I0,是通過使用不吸收紅外線的零點氣體校準后設定的。吸光度ε是利用已知濃度的對象氣體進行校準后進行初始設定的。

特長

因為紅外線是根據目標氣體固有的紅外能量(波長)被吸收的,所以氣體選擇性非常高成為其最大的特長。即使在高濃度的對象氣體中長時間進行暴露,也從原理上避免了靈敏度的不可逆變化。

  • 半導體式
  • 催化燃燒式
  • 電化學式
  • NDIR式

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