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熱電堆、熱釋電紅外氣體探測器

一、熱電堆紅外氣體分析測量傳感器方案：
        熱電堆紅外氣體傳感器是一種zui可靠以及zui精確的氣體傳感器技術。以CO2氣體為例，很典型的是用一個脈沖紅外光源(例如IRL715)，它發(fā)出紅外線穿過一個專門傳感器室時，CO2氣體將吸收4.26μm特定波長的紅外光，通過使用專門的探測器(例如熱電堆探測器TPS2734G2/G20、熱釋電探測器PYS3228TCG2/G20)，將光信號轉(zhuǎn)換為相應的電信號，其它的紅外吸收氣體的干擾被zui小化。氣體分子擴散進傳感氣室.紅外光直接穿過氣室，照在探測器上.探測器上有一個濾光片，只有CO2分子能夠吸收的4.26μm波長的光能通過，其它的氣體分子不吸收這種波長的光，只有CO2分子能影響到達探測器的光強度。到達探測器的4.26μm光的強度與傳感氣室的CO2濃度有反向的。高濃度的CO2分子比低濃度的要吸收更多的紅外光.當傳感氣室的CO2濃度為零時，探測器將"看到"所有強度的光。當CO2濃度增加時，到達探測器的光強度顯著的降低。紅外光強和CO2濃度之間的精確的是確定的，它可以用純氮氣(0ppmCO2)以及已知CO2濃度(1000or5000ppm)的校準儀表來確定。探測器的光強可以用比耳原理來描述：
I=I0ekp
I表示照射到探測器的光強度的測量信號
I0表示0ppmCO2濃度時的測量信號
K表示一個系統(tǒng)常數(shù)
P表示CO2的濃度
         因為NDIRCO2傳感器通常使用的紅外光探測器對光強的變化是敏感的，而對光的強度不敏感，所以通常要使用一個調(diào)制紅外光源。紅外光源通過微處理器來脈動式開和關，燈絲能被加熱和降溫在毫秒級。假設你近距離的觀測CO2傳感氣室，你可以看到光開和關時的閃爍.脈沖紅外源通常采取一個干涉濾波窗口，典型用來濾掉要求波長之外的發(fā)光。同時，脈沖紅外源減少帶外發(fā)射(尤其短波，可見光)以致在整個測量過程，燈絲保持暗，而且根本不產(chǎn)生可見光。在氣體傳感器中，它減少探測器，放大器和其它元件的寄生熱，極大提高系統(tǒng)的SNR和穩(wěn)定性.通過提供適當?shù)奈諑挼母甙l(fā)射率和帶寬之外的低發(fā)射率,將zui大化有用帶寬的比率，因此使靈敏度zui大化了。這個zui大化對CO2氣體是特別重要的，當它只有一個很微弱的紅外吸收信號時，必須保證在非常低濃度時被測量到。
         NDIR同時形成了一個通用的氣體傳感器技術平臺，得到了廣泛的應用,例如CO2、CO、HC、NO以及火災探測。一個CO2探測器是火災指示器，它能提供早期火災報警。NDIR氣體傳感器具有價格和尺寸，高穩(wěn)定性，可靠性和高線性，長期的使用壽命，容易維護，精確的測量和極快的響應恢復時間等多方面的優(yōu)勢。