具有开放气室的实时红外气体检测系统

杨清永 王海超 张朋

摘 要：随着光谱成像技术的发展，光谱学方法发展日趋迅速，相比于传统的气体检测方法，光谱法不需要样品制备，具有快速、非侵入、高效和动态等优点，适用于现场快速检测和连续实时在线分析，成为各国研究和应用的热点。介绍了一种具有开放气室的实时红外气体检测系统。系统由Silicon Lab C8051F060单片机控制，选用MEMS红外光源和光电二极管红外探测器，依据相关检波基本原理设计了信号调理电路。

关键词：开放气室;实时;红外气体检测系统

前言

传统气体检测主要是人工采样和预处理采样。传统化学测量方法，包括化学反应方法、电化学法、色谱及质谱相关技术，都属于人工采样的方式。人工取样后，将试样进行分离、富集和掩蔽，通过特定的化学反应或计量关系，只能在实验室对气体进行分析，或进行现场初步定性定量的分析。预处理采样是将预处理的测量气体输送到测量管中，并通过测量安装在管道两端的光学探头（红外或紫外探头）来测量气体的浓度。由于传统气体传感器的接触性原理，使其难以实现远距离精确测量，且大多数传统气体传感器（电化学气体传感器、PID氣体传感器等）只能对目标气体进行单点监测，难以满足大范围实时动态监测。

1 气体光学检测技术分类

现有气体光学检测方法按有无外置光源可以分为主动式检测和被动式检测两种。

主动式气体检测通常使用红外或紫外激光作为外置光源，其检测方式都是基于待测气体对激光光源的辐射吸收来实现的，待测气体与背景之间不需要温差，信噪比高，稳定性好;但是由于配有激光光源等设备，使得其体积重量较大，系统结构复杂。……