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紅外線氣體探測儀

文章來源:北京圣火大地科技www.dhflcsox.cn

紅外線氣體分析儀是根據氣體對紅外線具有選擇性吸收的特性來對氣體成分進行分析 的。不同氣體的吸收波段(吸收帶)不同,圖2.54給出了幾種氣體對紅外線的透射光譜,從 圖中可以看出,C0氣體對波長為4.65^附近的紅外線具有很強的吸收能力,0)2氣體則在 2.78/mi和4.26/mi附近以及波長大于13^的范圍,對紅外線有較強的吸收能力。如分析 C0氣體,則可以利用4.65/mi附近的吸收波段進行分析。

工業用紅外線氣體分析儀的結構原理圖。它由紅外線輻射光源、氣室、紅外 檢測器及電路等部分組成。
光源由鎳鉻絲通電加熱發出10/im的紅外線,切光片將連續的紅外線調制成脈沖 狀的紅外線,以便于紅外線檢測器信號的檢測。測量氣室中通人被分析氣體,參比氣室中封 入不吸收紅外線的氣體(如N2等)。紅外檢測器是薄膜電容型,它有兩個吸收氣室,充以被 測氣體,當它吸收了紅外輻射能童后,氣體溫度升高,導致室內壓力增大。測量時(如分析 C0氣體的含童),兩束紅外線經反射、切光后射入測童氣室和參比氣室。

由于測量氣室中含 有一定量的C0氣體,該氣體對4.65^的紅外線有較強的吸收能力,而參比氣室中氣體不 吸收紅外線,這樣射入紅外地下金屬探測器兩個吸收氣室的紅外線光造成能量差異,使兩吸收室壓力不同,測量邊的壓力減小,于是薄膜偏向定片方向,改變了薄膜電容兩電極間的距離,也就改 變了電容C。如被測氣體的濃度愈大,兩束光強的差值也愈大,則電容的變化也愈大,因此 電容變化景反映了被分析氣體中被測氣體的濃度。

結構中設罝了濾波氣室。它是為了消除干擾氣體對測量結果的影響。 所謂干擾氣體,是指與被測氣體吸收紅外線波段有部分重疊的氣體,如C0氣體和COz氣體 在4^波段內紅外吸收光譜有部分重壘,則C02的存在對分析C0氣體帶來影響,這 種影響稱為干擾。為此,在測量邊和參比邊各設置了一個封有干擾的濾波氣室,它能將COz 氣體帶尖的紅外線吸收波段的能量全部吸收,因此左右兩邊吸收氣室的紅外線能量之差只 與被測氣體(如C0)的濃度有關。

光固態圖像傳感器是高度集成的半導體光敏傳感器,以電荷轉移為核心,包括光電信號 轉換、信號存儲和傳輸、處理的集成光敏傳感器,具有體積小、重量輕、功耗小、成本低等優 點,可探測可見光、紫外光、X射線、紅外光、微光和電子轟擊等,廣泛用于圖像識別和傳送, 例如:攝像系統、掃描儀、復印機、機器人的眼睛等。固態圖像傳感器按其結構可分為三大 類:一種是電荷耦合器件(Chaige>Coupled Devices,簡稱CCD),第二種是MOS型圖像傳感器, 又稱自掃描光電二極管陣列(Self Scanned Pholtodiode Airay,簡稱SSPA),第三種是電荷注人 器件(Charge Injection Device,簡稱CDD)。目前前兩者用得最多,CCD型圖像傳感器噪聲低, 在很暗的環境條件下性能仍舊良好;MOS型圖像傳感器質量很高,可用低壓電源驅動,且外圍電路簡單。

 
 

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