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    紅外氣體傳感器對氣體的感應和區分原理

    紅外氣體傳感器是一種基于不同氣體分子的近紅外光譜選擇性吸收特性,利用氣體濃度與吸收強度的關系來識別氣體成分并確定其濃度的氣體傳感器件。

    不同原子組成的分子會有獨特的振動和旋轉頻率,當它們受到相同頻率的紅外線照射時,會發生紅外吸收,從而引起紅外強度的變化。通過測量紅外強度的變化,可以測出氣體濃度。

    紅外氣體傳感器

    需要注意的是,振動和旋轉是兩種不同形式的運動,會對應不同的紅外吸收峰,振動和旋轉也是多樣的,所以一個氣體分子一般會有多個紅外吸收峰。根據單一的紅外吸收峰位置,只能確定氣體分子中有哪些基團,而準確確定氣體類型則取決于氣體在中紅外區的所有吸收峰位置,即氣體的紅外吸收指紋。

    紅外吸收原理只能測量不同原子組成的分子,由于同一分子內部運動的多樣性,它有許多不同的振動頻率和旋轉頻率,所以吸收紅外的分子會有不同的吸收峰。另外化學鍵相同的分子(比如水和醇分子中的氫氧鍵)會有相似的吸收峰,會產生干擾。

    在已知的環境條件下,根據單個紅外吸收峰的位置可以大致確定氣體的種類。由于-273攝氏度以上的物體都會像催化元件一樣產生與溫度成正相關的紅外輻射,為了消除環境溫度變化引起的紅外輻射變化,紅外氣體傳感器將由一對紅外探測器組成,一個完整的氣體傳感器由紅外光源、光學諧振腔、紅外探測器和信號調理電路組成。

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