红外气体传感器的特点以及在气体检测仪的应用

红外气体传感器采用电机机械调制，仪器功耗大，且稳定性差，仪器造价也很高。采用薄膜电容微音器作为传感使得仪器对震动十分敏感，因此不适合便携测量。

红外气体传感器及仪器适用于监测各种易燃易爆、二氧化碳气体，具有精度高、选择性好、可靠性高、不中毒、不依赖于氧气、受环境干扰因素较小、寿命长等显著优点。这些优点将导致电化学、红外原理的气体检测仪器占领更广泛的行业高端市场，并在未来逐步成为市场主流。

作为检测烷烃类可燃气体、二氧化碳、一氧化碳等气体检测仪常用的传感器，红外气体传感器有着寿命长、选择性强、灵敏度高、稳定性好、抗干扰强等优势。不管是检测哪种气体，红外气体传感器的基本组成部分都是一致的：

●  红外光源

●  吸收（气体）池

●  选择波长的装置（如滤光片）

●  接收元件（如热电堆等）

●  相关电子电路。

其结构如下图所示：

而在气体检测仪具体应用中，大部分的红外气体传感器都是采用单光源，双滤光片-双检测器的结构，然后由传感器内部的电子线路同时检测被测气体吸收和残币吸收的方法，减少由光源波动和干扰气体对检测结果的影响。而为了减少温度对被测气体体积浓度的影响，一般的红外气体传感器都带有温度补偿功能，其原理就是在红外气体传感器内部或者接近传感器的地方安装一个温度传感器（一般是热敏电阻）。

从使用红外气体传感器的甲烷检测仪分析，红外光源射出波长为1~20um的红外光，通过气室吸收池后，用3.33um中心波长的窄带滤光片分离出能被甲烷气体分子吸收的特征波长，用4.00um中心波长的窄带滤光片分离出参比特征波长。然后通过检测透过3.33um中心波长被甲烷分子吸收的红外光的强度，再进行数学处理计算被测甲烷气体的浓度。用另一个在4.00um处，即甲烷没有吸收的波长处的参比波长计算出光源发射强度的变化，监测红外光源的辐射波动以及灰尘和杂志气体的吸收，从而达到克服仪器光源漂移和杂志影响的目的。

对于烷烃类气体来说，都存在于甲烷气体分子相同的C-H键红外吸收，所以，检测甲烷的红外传感器也能检测大部分的烷烃气体。当然，如果更换红外气体传感器内部的滤光片或其它选择波长的装置，红外传感器就能选择性的检测如二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳等可以吸收对应的波长的红外波段的气体。

另外也有一种开路式红外检测器，其工作原理是将检测池或者发射光源部分和检测部分分开一段距离，这两部分之间的整个空间就能形成一个开放的检测池。开路红外气体检测仪的基本检测原理和上述的红外气体检测仪检测原理大概相同，但是相对来说，开路式红外气体检测仪的特点在于其控制范围更大，更适合用于监控发生范围泄漏的场合。