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紅外二氧化碳?xì)怏w傳感器的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)
專欄:技術(shù)支持
發(fā)布日期:2018-02-02
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1、簡(jiǎn)介 紅外二氧化碳?xì)怏w傳感器用一個(gè)廣譜的光源作為紅外傳感器的光源,光線穿過(guò)光路中的被測(cè)氣體,透過(guò)窄帶濾波片,到達(dá)紅外探測(cè)器。其工作原理是基于不同氣體分 子的近紅外光譜選擇吸收特性,利用氣體濃度與吸收強(qiáng)度關(guān)系(朗伯-比爾Lambert-Beer定律)鑒別氣體組分并確定其濃度的氣體傳感裝置。其主要由 紅外光源、光路、紅外探測(cè)器、電路和軟件算法組成的光學(xué)傳感器,主要用于測(cè)化合物,例如:CH4、CO...
1、簡(jiǎn)介 紅外二氧化碳氣體傳感器用一個(gè)廣譜的光源作為紅外傳感器的光源,光線穿過(guò)光路中的被測(cè)氣體,透過(guò)窄帶濾波片,到達(dá)紅外探測(cè)器。其工作原理是基于不同氣體分 子的近紅外光譜選擇吸收特性,利用氣體濃度與吸收強(qiáng)度關(guān)系(朗伯-比爾Lambert-Beer定律)鑒別氣體組分并確定其濃度的氣體傳感裝置。其主要由 紅外光源、光路、紅外探測(cè)器、電路和軟件算法組成的光學(xué)傳感器,主要用于測(cè)化合物,例如:CH4、CO2、N2O、CO、SO2、NH3、乙醇、苯等,并 包含絕大多數(shù)有機(jī)物。 2、原理 由于各種物質(zhì)分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同,就決定了它們對(duì)不同波長(zhǎng)光線的選擇吸收,即物質(zhì)只能吸收一定波長(zhǎng)的光。物質(zhì)對(duì)一定波長(zhǎng)光的吸收關(guān)系服從朗伯—比爾 (Lambert2Beer)吸收定律。下圖為紅外氣體分析原理圖:以CO2分析為例,紅外光源發(fā)射出1~20μm的紅外光,通過(guò)一定長(zhǎng)度的氣室 吸后,經(jīng)過(guò)一個(gè)4.26μm波長(zhǎng)的窄帶濾光片后,由紅外傳感器監(jiān)測(cè)透過(guò)4.26μm波長(zhǎng)紅外光的強(qiáng)度,以此表示CO2氣體的濃度。 3、分類 1)根據(jù)紅外探測(cè)器的通道數(shù),可以劃分為單通道氣體傳感器和雙通道氣體傳感器。單通道就是在紅外探測(cè)器內(nèi)部集成了一個(gè)敏感元件以及窄帶濾 波鏡片;雙通道就是在單通道的基礎(chǔ)上,集成了一個(gè)參考通道。我公司紅外傳感器產(chǎn)品皆為雙通道類型,長(zhǎng)期穩(wěn)定性更好,受環(huán)境溫度影響小。 2)根據(jù)探測(cè)氣體種類,可以劃分為單一氣體和復(fù)合氣體傳感器。目前市場(chǎng)上絕大部分氣體傳感器都是針對(duì)單一氣體組分進(jìn)行測(cè)量的,技術(shù)比較成熟,應(yīng)用也比較廣泛。威果科技空氣電臺(tái)產(chǎn)品基于此類設(shè)計(jì)。 4、應(yīng)用 紅外線氣體分析器主要應(yīng)用領(lǐng)域: 1)石油、化工、發(fā)電廠、冶金焦碳等工業(yè)過(guò)程控制; 2)大氣及污染源排放監(jiān)測(cè)等環(huán)保領(lǐng)域; 3)飯店、大型會(huì)議中心等公共場(chǎng)所的空氣監(jiān)測(cè); 4)農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生和科研等領(lǐng)域; 例如:(1)合成氨流程的醇化塔進(jìn)(出)口,用紅外氣體分析器分析CO和CO2;(2)甲醇生產(chǎn)流程的脫碳工段,用紅外氣體分析器分析CO和CO2;(3)環(huán)保排放監(jiān)測(cè),用紅外氣體分析器分析SO2和NOx。 5、應(yīng)用注意事項(xiàng) 1)供電電壓超過(guò)規(guī)定工作電壓將導(dǎo)致傳感器永久性損壞; 2)電壓低于規(guī)定工作電壓傳感器將不能正常工作。 3)長(zhǎng)期處于高溫、潮濕環(huán)境; 4)處于強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境; 5)電磁場(chǎng)對(duì)傳感器輸出紊亂信號(hào)的影響 6)高溫環(huán)境對(duì)氣體探測(cè)器造成涂覆材料熔化、焊點(diǎn)開化、彈性體內(nèi)應(yīng)力發(fā)生結(jié)構(gòu)變化等問(wèn)題 7)粉塵、潮濕環(huán)境。此環(huán)境對(duì)氣體探測(cè)器造成短路的影響。在此環(huán)境條件下應(yīng)選用密閉性很高的氣體探測(cè)器 8)潮濕、酸性對(duì)氣體探測(cè)器造成彈性體受損或產(chǎn)生短路等影響 6、發(fā)展趨勢(shì) 紅外氣體傳感器及儀器適用于監(jiān)測(cè)各種易燃易爆、二氧化碳?xì)怏w,具有精度高、選擇性好、可靠性高、不中毒、不依賴于氧氣、受環(huán)境干擾因素較小、壽命長(zhǎng)等顯著優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)將導(dǎo)致電化學(xué)、紅外原理的氣體檢測(cè)儀器占領(lǐng)更廣泛的行業(yè)高端市場(chǎng),并在未來(lái)逐步成為市場(chǎng)主流。 技術(shù)路線分為兩條: 1)向低分辯率、長(zhǎng)波長(zhǎng)、多氣種方向發(fā)展,主要市場(chǎng)是分析儀表。 2)向小體積,低成本方向發(fā)展,主要市場(chǎng)是室內(nèi)空氣質(zhì)量IAQ檢測(cè),氣種包含CO2和碳?xì)銱C類氣體,全球銷量約幾百萬(wàn)只。 上一頁(yè):傳感器如何助力智慧城市建設(shè)
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