红外吸收型气体传感器详解
红外传感器CO2气体检测论文电路设计论文
红外传感器CO2气体检测论文电路设计论文[摘要] 调零、调增益电路用来对放大电路进行调整，运放调零是因为其输入失调电压和输入偏置电流引起的，在输入端没有电压输入时，输出端有个比较小的电压输出，这个电压就称为输出失调电压。
一、检测电路的工作原理
1、红外吸收型CO2气体传感器的工作原理
由于各种气体对不同波长红外辐射的吸收程度各不相同，因此不同波长的红外辐射依次照射到样品气体时，某些波长的辐射能被气体选择吸收而变弱，产生红外吸收光谱。当知道待测气体的红外吸收光谱时，从中获得该气体在红外区的吸收峰。同一种气体不同浓度时，在同一吸收峰位置有不同的吸收强度，吸收强度与浓度成正比关系。不同气体分子化学结构不同，对应于不同的吸收光谱，而每种气体在光谱中，对特定波长的光有较强的吸收。那么通过检测气体对该波长的光的强度的影响，便可以确定气体的成分及浓度。
红外CO2气体传感器是利用CO2气体的红外吸收光谱作为检测机制。所以必须明确CO2气体的吸收谱线，找出适合设计要求的红外区的吸收峰，依此决定光源和其它器件的选择。
2、检测电路的设计原理
红外传感器二氧化碳气体检测是通过电路导通来实现的，在对功能进行优化时首先要考虑的是电路问题。检测电路的功能有单片机模块来实现，在制作前需要在计算机设备中绘制出数字电路与模拟电路，通过试验检验功能是否可以实现，确保已经达到使用标准后使用
嵌入式技术将其倒入到单片机中。下面会以功能框图的形式对电路工作原理进行阐述。
图1 检测电路原理框图
图1为检测电路原理框图，由六大功能模块组成，在使用阶段气体首先会进入到气室中，因此电路设计中首先导通的是红外光线二氧化碳传感器。光波经过其他吸收折射后波的长短会发生变化，只有捕捉这一变化后才可发出后续指令，电流会向干扰滤波镜导通。此阶段气体浓度是未知的，供电系统稳定性很难保障，一旦电压不稳便会影响到发光情况，因此会出现一个稳压电路，虽然不会参与到检测环节中，但可以为供电系统提供稳压保障。感受到光线变化后电路系统中会产生波形震荡，频率较小不容易被捕捉到，放大电路便在此环节中发挥作用，经过处理后以电磁信号的形式进入到单片机模块中。元件温度升高会增大电路系统的损耗，这一环节中可开展温度补偿，用来控制测量数据稳定性。最后将测量结果输出，由指定的液晶显示屏将示数展现出来，计算环节在单片机模块中完成。
NDIR红外气体传感器的基本概述
一、NDIR红外气体传感器的基本概述
1.简介
NDIR红外气体传感器用一个广谱的光源作为红外传感器的光源，光线穿过光路中的被测气体，透过窄带滤波片，到达红外探测器。其工作原理是基于不同气体分子的近红外光谱选择吸收特性，利用气体浓度与吸收强度关系（朗伯-比尔Lambert-Beer定律）鉴别气体组分并确定其浓度的气体传感装置。其主要由红外光源、光路、红外探测器、电路和软件算法组成的光学传感器，主要用于测化合物，例如：CH4、CO2、N2O、CO、SO2、NH3、乙醇、苯等，并包含绝大多数有机物。
2.原理
由于各种物质分子内部结构的不同，就决定了它们对不同波长光线的选择吸收，即物质只能吸收一定波长的光。物质对一定波长光的吸收关系服从朗伯—比尔(Lambert2Beer)吸收定律。下图为NDIR红外气体分析原理图：以CO2分析为例，红外光源发射出1～20μm的红外光，通过一定长度的气室吸后，经过一个μm波长的窄带滤光片后，由红外传感器监测透过μm 波长红外光的强度，以此表示CO2气体的浓度。
3.分类
1）根据红外探测器的通道数，可以划分为单通道NDIR气体传感器和双通道NDIR气体传感器。单通道就是在红外探测器内部集成了一个敏感元件以及窄带滤波镜片；双通道就是在单通道的基础上，集成了一个参考通道。我公司红外传感器产品皆为双通道类型，长期稳定性更好，受环境温度影响小。
2）根据探测气体种类，可以划分为单一气体和复合气体传感器。目前市场上绝大部分NDIR 气体传感器都是针对单一气体组分进行测量的，技术比较成熟，应用也比较广泛。
红外传感器介绍
GJG100H（B）型红外甲烷传感器（环境用） （ ）型红外甲烷传感器（环境用）
3、使用中注意问题： 使用中注意问题： 如果传感器长时间没用标准气调校过， 如果传感器长时间没用标准气调校过，而使用中又经常 对零点或线性根据现场调整过，则极易造成测量值不准。 对零点或线性根据现场调整过，则极易造成测量值不准。遇 到此种情况应首先将传感器带至地面在空气中三个键同时按 对传感器赋初始值，然后在空气中清零点。目的是， 对传感器赋初始值，然后在空气中清零点。目的是，即使现 场没标准气标校也应该保证零点系数的准确。 场没标准气标校也应该保证零点系数的准确。 对红外线检测来说，使用中不存在吸收率衰减问题， 对红外线检测来说，使用中不存在吸收率衰减问题，赋 初始系数后，只要保证零点正确， 初始系数后，只要保证零点正确，通气时上下也不会偏差很 大。 将调整好的传感器拿到井下应用时， 将调整好的传感器拿到井下应用时，若有偏差想做小幅 度调整，可通过调整零点，即在按键“ 状态按上升或下降 度调整，可通过调整零点，即在按键“1”状态按上升或下降 进行调整（注意：不是上下键同时按）。 进行调整（注意：不是上下键同时按）。
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GJG100H（B）型红外甲烷传感器（管道用） （ ）型红外甲烷传感器（管道用）
与传统热导原理比较技术优点： 与传统热导原理比较技术优点：
红外气体传感器内部结构
红外气体传感器内部结构
红外气体传感器是一种通过测量物质吸收或发射红外辐射来检测目标气体浓度的传感器。其基本工作原理是利用目标气体的特定红外吸收特性来测量其浓度。下面将介绍红外气体传感器的内部结构。
红外气体传感器通常由以下几个主要组件组成：
1.光源：红外气体传感器内部包含一个红外光源，通常使用红外LED作为光源。这种光源发出的光具有特定的波长范围，能够被目标气体吸收或发射。光源的选择取决于所要检测的目标气体的红外吸收特性。
2.气体室：红外气体传感器内部还包含一个气体室，用于接收待测气体。气体室通常由不透明的材料制成，以避免外部光线进入。在气体室中，目标气体与红外光源之间会发生相互作用，气体会吸收或发射特定的红外辐射。
3.滤光器：红外气体传感器内部还设置有滤光器，用于选择性地过滤特定波长的红外辐射。滤光器的作用是屏蔽其他波长的光线，只
允许目标气体吸收或发射的特定红外辐射通过。这样可以提高传感器
的选择性和灵敏度。
4.探测器：红外气体传感器的核心部件是探测器，探测器能够对
通过滤光器过滤的红外辐射进行测量。常用的探测器包括红外线热电
偶（IR thermometer）和红外线光电二极管（IR photodiode）。这些
探测器能够将红外辐射转化为电信号，并通过电路进行放大和处理。
5.控制电路：红外气体传感器内部还包含一组控制电路，用于控
制光源的发光时间和频率，以及对探测器输出信号进行放大和处理。
控制电路通常由微处理器或电路芯片组成，具有高速和高精度的信号
处理能力。
6.电源：红外气体传感器需要外部电源供电，通常使用直流电源。电源的选择取决于传感器的工作电压要求。
炜盛 红外SF6气体传感器模组说明书
红外SF6气体传感器模组说
明书V1.0
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目录
1概述 (4)
2技术参数 (5)
3.结构尺寸图（单位：MM） (6)
4.信号输出 (6)
5安装尺寸图（单位：MM） (11)
6维护保养应注意的事项 (11)
1概述
SF6气体作为绝缘介质和灭弧气体在电力设备普遍使用，特别在高压断路器、变压器、互感器、电容器、避雷器、熔断器等有广泛应用。发生泄漏，设备压力降低,绝缘能力降低；污染和破坏大气环境，增加温室效应；在低层空间积聚，导致工作人员大脑缺氧，甚至快速窒息等事故；局部放电、高温等因素影响下，SF6气体会产生如SF4、SF2、SOF2等高毒分解物。
红外线传感器原理及使用方法
红外线传感器原理及使⽤⽅法
红外线传感器原理及使⽤⽅法
伍春霖
原理：
o我们知道任何物体都会发出电磁辐射, 这种电磁辐射能被红外温度传感器测量.当物体温度变化时,其辐射出的电磁波的波长也会
随之变化,能将这种波长的变化转换成温度的变化,从⽽实现监控,
测温的⽬的.
红外线传感器包括光学系统,检测元件和转换电路.光学系统按结
构不同可分为透射式和反射式两类. 检测元件按⼯作原理可分为
热敏检测元件和光电检测元件.热敏元件应⽤最多的是热敏电阻.
热敏电阻受到红外线辐射时温度升⾼, 电阻发⽣变化, 通过转换
电路变成电信号输出. 光电检测元件常⽤的是光敏元件, 通常由
硫化铅,硒化铅,砷化铟,砷化锑,碲镉汞三元合⾦,锗及硅掺杂等材
料制成.
同样,红外传感器的⼯作原理不复杂,⼀个典型的传感器系统各部
分的实体分别是:
1,待测⽬标.根据待测⽬标的红外辐射特性可进⾏红外系统的设
定.
2,⼤⽓衰减.待测⽬标的红外辐射通过地球⼤⽓层时,由于⽓体分
⼦和各种⽓体以及各种溶胶粒的散射和吸收,将使得红外源发出
的红外辐射发⽣衰减.
3,光学接收器.它接收⽬标的部分红外辐射并传输给红外传感器.
相当 1 于雷达天线,常⽤是物镜.
4,辐射调制器.对来⾃待测⽬标的辐射调制成交变的辐射光,提供
⽬标⽅位信息, 并可滤除⼤⾯积的⼲扰信号. ⼜称调制盘和斩波
器, 它具有多种结构.
5,,按照探测的机理的不同,可以分为热探测器和光⼦探测器两⼤
类.
红外传感器的应⽤
o由于红外温度传感器实现了⽆接触测温,远距离测量⾼温等功能,⽽且具有较⾼的灵敏度,因些在现在各⾏业中得到了⼴泛的应⽤.
红外红外传感器电路图及工作原理
红外红外传感器电路图及⼯作原理
红外红外传感器电路图及⼯作原理
Infrared IR Sensor Circuit Diagram and Working Principle
红外传感器是⼀种电⼦设备，它发射是为了感知周围环境的某些⽅⾯。红外传感器既能测量物体的热量，⼜能检测物体的运动。这些类型的传感器只测量红外辐射，⽽不是发射被称为被动红外传感器。通常，在红外光谱中，所有物体都会发出某种形式的热辐射。这些类型的辐射对我们的眼睛是看不见的，可以通过红外传感器探测到。发射器只是⼀个红外发光⼆极管（发光⼆极管），探测器只是⼀个红外光电⼆极管，对红外发光⼆极管发出的相同波长的红外光敏感。当红外光照射到光电⼆极管上时，电阻和输出电压将随接收到的红外光的⼤⼩⽽成⽐例变化。
红外传感器电路图及⼯作原理
红外传感器电路是电⼦设备中最基本、最常⽤的传感器模块之⼀。这种传感器类似于⼈类的视觉感官，可以⽤来检测障碍物，是实时检测中常⽤的应⽤之⼀。该电路由以下部件组成
· 2 IR transmitter and receiver pair
· Resistors of the range of kilo-ohms.
· Variable resistors.
· LED (Light Emitting Diode).
LM358 IC2红外收发对
千欧姆范围内的电阻器。
可变电阻器。
LED（发光⼆极管）。
IR Sensor Circuit
在本项⽬中，发射器部分包括红外传感器，其发射连续的红外射线以供红外接收器模块接收。接收器的红外输出端根据其接收到的红外光线⽽变化。由于这种变化不能这样分析，因此可以将该输出馈送到⽐较器电路。这⾥使⽤LM 339的运算放⼤器（运放）作为⽐较器电
红外气体探测器原理
红外气体探测器原理
1. 引言
红外气体探测器是一种用于检测和测量空气中特定气体的仪器。它利用红外辐射与气体分子相互作用的原理来实现对目标气体的检测。红外辐射具有特定的波长范围，可以与不同类型的气体发生吸收或散射，从而产生特定的光谱特征。本文将详细介绍红外气体探测器的基本原理。
2. 红外辐射
红外辐射是指波长在0.75微米（μm）至1000微米之间的电磁波。根据波长范围
的不同，通常将红外辐射分为近红外、中红外和远红外三个区域。
•近红外：波长范围为0.75μm至2.5μm，主要用于遥控器和光电传感器等应用。
•中红外：波长范围为2.5μm至50μm，主要用于热成像、火灾检测和医学诊断等应用。
•远红外：波长范围为50μm至1000μm，主要用于热成像、红外测温和红外通信等应用。
3. 红外吸收光谱
不同类型的气体对红外辐射具有不同的吸收特性，这种吸收特性可以通过红外吸收光谱来描述。红外吸收光谱是指气体在不同波长的红外辐射下发生吸收的强度与波长之间的关系。
在红外吸收光谱中，通常存在一些特征峰，这些特征峰对应着气体分子中特定化学键的振动模式。当红外辐射的波长与气体分子的振动频率匹配时，气体分子会吸收辐射能量并发生振动。根据这种原理，我们可以通过检测气体对特定波长的红外辐射是否有吸收来确定目标气体的存在。
4. 红外气体探测器原理
红外气体探测器利用目标气体对特定波长的红外辐射进行吸收来实现检测。它主要由以下几个组件构成：
•光源：产生特定波长的红外辐射。
•传感器：接收经过气体样品后的红外辐射。
•滤波器：选择特定波长的红外辐射。
气体传感器原理
气体传感器原理
气体传感器是一种用于检测和测量气体浓度的设备，广泛应用于环
境监测、工业生产、安全防护等领域。本文将介绍气体传感器的原理，并对常见的气体传感器类型进行简要说明。
一、气体传感器的原理
气体传感器的原理基于不同气体与传感器之间的相互作用，通过测
量这种相互作用的变化来获得气体的浓度信息。下面介绍几种常见的
气体传感器原理：
1. 电化学式传感器：该类型的气体传感器利用气体与电化学反应产
生的电流或电势变化来测量气体浓度。例如，电化学气体传感器可以
检测一氧化碳、二氧化硫等有毒气体。传感器通过电极与气体进行接触，当气体与电极表面发生反应时，会引起电流或电势的变化，进而
可根据变化的大小来确定气体浓度。
2. 光学式传感器：光学式传感器利用气体对光的吸收、散射或发射
特性来测量气体浓度。例如，红外线气体传感器可以检测甲烷、二氧
化碳等气体。传感器通过发射特定波长的光，经过气体后，测量光的
强度变化，并据此计算气体浓度。
3. 热导式传感器：热导式传感器利用气体对热量传导的影响来测量
气体浓度。传感器通过加热元件在气体中产生热量，测量热量传导的
速度变化，并通过计算得出气体浓度。这种传感器常用于检测可燃气
体如甲烷、乙烷等。
4. 半导体式传感器：半导体式传感器是一种常见的气体传感器类型，使用气敏材料（通常是金属氧化物）作为传感器元件。当气体与传感
器表面接触时，气敏材料的电阻会发生变化，通过测量电阻变化可以
获取气体浓度信息。这种传感器广泛应用于一氧化碳、硫化氢等气体
的检测。
二、常见的气体传感器类型
1. 温度传感器：温度传感器是一种常见的气体传感器类型，可用于
红外气体传感器设计与实现
摘要
摘要
本文设计一种基于红外吸收原理的可燃气体传感器，采用电调制非色散红外技术，由于多数可燃气体在波长为3.40μm处拥有其特征吸收峰，所以针对可燃气体选用滤光片中心波长为3.40μm，此滤光片对应的输出信号为测量信号，为保证传感器测量值的可靠性及长期稳定性，再选用一个滤光片作为参考信号，由于多数气体在4.00μm左右的波长处均无吸收，因此第二个滤光片中心波长选为4.00μm，此滤光片对应的输出信号即为参考信号。由于参考信号理论上是稳定不变的，因此当传感器硬件系统出现老化、漂移等现象时，会导致测量信号发生变化，此时参考信号产生作用，可基本排除此类异常。
传感器选用ARM内核的微处理器作为整个系统的控制及运算单元，使用ARM 处理器自带的定时器产生中断信号，每次中断时驱动红外光源变换工作状态，从而实现红外光源的电调制。光源发出的红外能量通过含有被测气体的腔体后，再经滤光片滤除其它波段的能量，最后到达探测器，探测器吸收能量后转换为电信号，电信号通过电路处理后，由处理器启动模数转换器对输入的模拟信号进行采样，由此模拟量转变为数字量，软件采用数字信号处理算法对数字量进行去噪和滤波，将实时测量数据和标定数据按公式进行计算，即可得到实时测量的气体浓度值。
经过实验测试，该传感器测量值准确、可靠、响应灵敏、体积小、功耗低，分辨率达到0.01%VOL，测试数据及性能指标达到预期。
关键词：红外气体传感器，气体浓度检测，NDIR，红外吸收
ABSTRACT
ABSTRACT
This paper designed a kind of the combustible gas sensor based on infrared absorption principle, uses electric modulation non-dispersive infrared technology, because most of the combustible gas have absorption peak at about 3.40 microns wavelengths, so selection filter center wavelength of 3.40 microns to detecting combustible gas, the filter of the corresponding output signals called measure signals, to guarantee the reliability of the sensor measurement value and long-term stability, then choose a filter as the reference signal, because most of the gas at about 4.00 microns no absorption, so the second filter center wavelength is 4.00 microns, the second filter of the corresponding output signal is the reference signal. Due to the reference signal is stable in theory, so when the sensor hardware system appeared the phenomenon such as aging, drift, measuring signal changes, the reference signal can be the basic rule out such anomalies.
红外气体传感器原理
红外气体传感器原理
红外气体传感器是一种利用红外辐射吸收特性来检测和测量某些气体浓度的传感器。其工作原理基于红外吸收光谱法。
在红外辐射光谱中，几乎所有气体都具有特定的红外吸收能力。每种气体都有特定的吸收峰，其位置和强度取决于气体的种类和浓度。这些特征吸收峰可以被用来识别和测量气体成分。
红外气体传感器由几个关键组件组成。首先是红外光源，它产生一束红外光，通常是红外发光二极管。这束光经过一个滤光片，只透过特定的红外波长范围。然后，光线通过一个气体室，在这里待测气体进入。气体会吸收特定的红外光，并且吸收量与气体浓度成正比。在气体室的另一端，有一个红外探测器，它能够测量经过气体室的剩余红外光的强度。红外探测器将测量结果转化为电信号发送给信号处理系统。
信号处理系统对接收到的电信号进行分析和处理。根据已知的气体吸收光谱特性，系统可以通过比较光谱的特征峰值与事先建立的校准曲线，来识别和测量待测气体的浓度。
红外气体传感器具有高灵敏度、高准确度和良好的选择性。它可以用于检测多种气体，如甲烷、二氧化碳、一氧化碳等。这种传感器常用于工业环境监测、火灾报警、室内空气质量检测等领域。
非色散红外气体传感器的工作原理
非色散红外气体传感器的工作原理
非色散红外气体传感器是一种常用于检测和测量气体浓度的传感器。它的工作原理基于红外吸收光谱的特性。
让我们了解一下红外吸收光谱。红外光谱是指在电磁波谱中波长较长的一部分，它的波长范围通常在0.78微米到1000微米之间。不同的分子会吸收不同波长的红外光，这种吸收现象可以用来识别和测量气体的浓度。
非色散红外气体传感器利用了红外光谱中气体分子的吸收特性。它由一个红外光源、一个样品室和一个红外光探测器组成。
红外光源会发射一束特定波长的红外光进入样品室。这束光会穿过样品室中的气体，一部分光会被气体分子吸收，另一部分光会透过样品室到达红外光探测器。
红外光探测器会测量透过样品室的红外光的强度，并将其转换为电信号。这个电信号的强度与气体分子吸收的光的强度成正比，因此可以用来表示气体浓度。
然而，由于不同气体分子对红外光的吸收特性不同，所以非色散红外气体传感器通常需要校准。校准是通过对已知气体浓度进行测量，然后建立浓度和传感器输出信号之间的关系来完成的。
传感器输出的电信号会被转换为气体浓度的数值，并以数字形式显
示在传感器上。可以通过连接到计算机或数据记录仪来进一步分析和记录这些数据。
非色散红外气体传感器具有许多优点。首先，它具有高灵敏度和高选择性，可以检测多种不同的气体。其次，它的响应速度很快，可以实时监测气体浓度。此外，它的体积小巧，易于安装和使用。
然而，非色散红外气体传感器也存在一些限制。首先，它对光源和探测器的稳定性要求较高，否则会影响测量的准确性。其次，它对温度和湿度的变化也比较敏感，需要进行温度和湿度补偿。此外，一些气体分子对红外光的吸收很弱，因此无法使用非色散红外气体传感器进行测量。
红外气体传感器 原理
红外气体传感器的基本原理
红外气体传感器是一种用于检测和测量大气中特定气体浓度的装置。它利用红外辐射的原理来实现对目标气体的测量。
红外辐射
首先，我们需要了解一下红外辐射。光谱学上将电磁波分为不同波长范围，其中红外波段就是位于可见光之后、微波之前的电磁波段。红外辐射是由物体发出或反射的电磁波，其频率低于可见光，无法被人眼直接观察到。
物体发出或反射的红外辐射与其温度有关，根据普朗克定律和斯特法黑尔定律，物体的温度越高，其发射的红外辐射能量越大。因此，通过检测物体发出或反射的红外辐射，我们可以间接地推断出物体的温度。
红外气体传感器原理
红外气体传感器利用了不同气体对特定波长范围内红外辐射吸收能力的差异。它通过测量气体对红外辐射的吸收程度来确定气体的浓度。
红外气体传感器通常由一个发射器和一个接收器组成。发射器会发射一束特定波长范围内的红外辐射，而接收器则用来检测经过气体后剩余的红外辐射。
当目标气体存在于传感器周围时，它会吸收特定波长范围内的红外辐射。这是因为不同气体分子在不同波长下有不同的吸收特性。通过测量接收器接收到的红外辐射强度，我们可以间接地推断出目标气体的浓度。
工作原理
红外气体传感器通常使用非散斑光束进行工作，其工作原理如下：
1.发射：传感器中的发射器产生一束具有特定波长范围内红外辐射的光束。
2.透过：光束穿过一个空气或真空环境，并进入待测气体所在区域。
3.吸收：待测气体中存在目标气体时，目标气体会吸收掉光束中的一部分能量，
使得接收器接收到的光强减弱。
4.接收：经过气体后剩余的光束进入传感器中的接收器。
红外线气体传感器原理
红外线气体传感器原理
红外线气体传感器是一种常用的气体检测设备，它基于红外线吸收光谱原理来检测气体的存在。其工作原理可以通过以下步骤来解释：
1. 发射：红外线气体传感器内部集成了一个红外线发射器，它会发射特定频率的红外线辐射。
2. 透射：红外线辐射通过空气传播时，会在特定的波长处受到特定气体分子的吸收。不同气体对红外线的吸收特性不同，因此可以根据吸收特性来检测特定气体。
3. 接收：红外线气体传感器内部还集成了一个红外线接收器，用于接收透射后的红外线辐射。
4. 分析：传感器会将接收到的红外线辐射信号与无气体情况下的基准信号进行比较。气体吸收红外线后，接收到的信号强度将减弱，从而可以检测到气体的存在。
5. 输出：红外线气体传感器会根据检测到的气体含量产生相应的电信号输出。这个输出信号可以通过不同的方式进行显示或记录，并可以作为其他系统的输入。
总的来说，红外线气体传感器通过测量红外线辐射的透射和吸收来检测气体的存在，并将检测结果转化为电信号输出。由于不同气体对红外线的吸收特性不同，因此可以根据这种原理来实现对不同气体的检测与分析。
ndir气体传感器原理
ndir气体传感器原理
NDIR（非散射红外）气体传感器是一种广泛应用于气体检测和监测领域的传感器。它基于非散射红外原理，通过测量气体分子对特定波长的红外光的吸收程度来确定气体的浓度。NDIR气体传感器凭借其高精度、快速响应和良好的稳定性，在环境监测、工业安全和室内空气质量监测等领域得到了广泛应用。
NDIR气体传感器的工作原理主要包括红外光源、红外滤光片、红外探测器和气体室等关键部分。首先，红外光源产生特定波长的红外光，然后通过红外滤光片选择性地过滤掉其他波长的光，只保留特定波长的红外光。经过滤光片后的红外光进入气体室，与待测气体发生相互作用。待测气体中特定分子对特定波长的红外光具有吸收能力，因此，通过测量红外光的吸收程度就可以确定气体的浓度。
在气体室中，红外探测器接收经过吸收后的红外光，并将其转化为电信号。通过测量电信号的强度，可以确定气体浓度的大小。NDIR 气体传感器通常使用双光束设计，即将红外光源分为两个光束，一个用于参考，一个用于测量。通过比较参考光和测量光的强度差异，可以消除光源的漂移和光学元件的变化对测量结果的影响，提高传感器的准确性和稳定性。
NDIR气体传感器的选择性是其核心优势之一。不同气体分子对红外光的吸收特性不同，因此通过选择合适的红外波长和滤光片，可
以实现对特定气体的高度选择性检测。这使得NDIR气体传感器在多气体混合环境下具有较好的分辨能力，能够准确地测量目标气体的浓度。
NDIR气体传感器还具有快速响应和高灵敏度的特点。传感器的响应速度取决于红外光源的强度和气体分子对红外光的吸收能力。红外光的强度越大，传感器的响应速度就越快。而气体分子对红外光的吸收能力越强，传感器的灵敏度就越高。因此，通过优化光源和选择合适的红外波长，可以提高传感器的响应速度和灵敏度。
吸收光谱型气体红外传感器的设计与实现
ｔｅ ｉ ｏｎａｓｌｔｎｔ ｈ ｏ ｇ ｔ ａ ｄｔ ｎ ｒｂ ，ｎｒ ｅ ｇ ｔ ｎ ｅｆ ｅｓｎｔｅｍ ｍ ｎｕ ｆｎｅ ａｉ ． ｈｎｍ ｃ ｅｃｐｕａｏ ｃｎ ｌ ｉ ｅ ｔ ｅｔ ｙｐ ｅ ｉ ａ ｄｌ ｄｔ ｈｒ ｉ ｏ ｅ ｔｍ ｏ ｔ ｔ ｎ ｒ ｉ ｅ ｏ ｎｇ ｅ ｈ ｉ ｏ ｙ ｒ ｆｒ ｉ ａ ｈｉ ｈ ｈ ｉ ｇ ｏ ｒ
杜 鹏， 谭秋 林 ， 薛晨 阳， 秦 丽 ， 爱达 ， 鲍 熊继 军
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
摘 要 ： 一 种 吸 收 光 谱 型 气体 红 外传 感 器 的 工作 原 理 、 计 原 理 和 集 成 化 设 计 进 行 了分 析 。 其 中 气体 浓 度 对 光谱 的 对 设
吸收会影响光强的变化 ， 以将微 型热释 电红外敏 感头、 所 小型 灯泡都集 成在 １个 小型的 气室 中， 气室 中有 ２个通道 ， 气体
探 测通道 和参 考通道。２个通道光 强的强弱差就 会体现 出气体浓度的 大小， 这样就 实现 了测试 气体浓度 的功 能。集成化
采用 Ｍ ＭＳ工艺将 红外双路敏 感元件及滤光片制作成探测 头， Ｅ 然后 通过微封装和微 小集成技术将探测 头、 红外光源、 过滤 网集成在 气室 内。 关键 词 ： 吸收光谱型 气体红 外传感 器； 红外探 测器 ； 集成化 中图分类 号 ：Ｎ ２ Ｔ ９３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ２—１４ （ ０８ ０ ００ ０ １０ ８ １ ２ ０ ）６— ０ １— ２