红外辐射式传感器的应用——红外气体分析仪

红外传感器应用越来越广泛，它可以用于非接触式的温度测量，气体成分分析，无损探伤，热像检测，红外遥感以及军事目标的侦查、探索、跟踪和通信等，红外传感器的应用前景随着现代科学技术的发展，将会更加广阔。

  根据红外辐射在气体中的吸收带不同，可以对气体成分进行分析，例如，二氧化碳对红外光的透射光谱如图13-7所示。。二氧化碳对波长（λ）为2.7μm、4.33μm和14.5μm红外光能强烈洗漱，而且吸收谱线相当的宽，即存在吸收带。根据实验分析，只有4.33μm吸收带不受大气中其他成分影响，因此可以利用这个吸收带来判别大气中的二氧化碳成分。

  图13-8所示的是红外气体分析仪示意图。它由气体（含二氧化碳）的样品室、参比室（无二氧化碳）、电机式调制、反射镜系统、滤光片、红外检测器和选频放大器等组成。

  测量时，使待测气体连续流过样品室，参比室里充满没有二氧化碳的大气或含有一定量二氧化碳的大气。红外光源发射的红外光分成两束光经反射镜反射到样品室和参比室，再经反射镜系统，将红外光经中心波长为4.33μm的红外光滤色片透射到红外敏感元件上，敏感元件交替的接收通过样品室和参比室的辐射。

  若样品室和参比室均无二氧化碳气体，只要两束辐射完全相等，那么敏感元件所接受到的一个恒定不变的辐射。因此，敏感元件只有直流响应，交流选频放大器输出为零。

  若进入样品室的气体中含有二氧化碳气体，对4.33μm的辐射就有吸收，那么两束辐射的光通量不等，则敏感元件所接收到的就是交变辐射，这时选频放大器输出不为0.经过标定后，就可以从输出信号的大小来推测二氧化碳的含量。