對于二氧化碳傳感器的現狀及發(fā)展趨勢的淺分析-免費閱讀
【正文】 由于傳感器輸出的電壓信號為毫伏級，因此，對其進行合理的放大顯得舉足輕重。本文所介紹的CO2測量裝置采用的紅外探測器是國外PerkinElmer廠家生產的PYS3228TC，如圖53所示，該傳感器是光電導型紅外探測器，利用CO2氣體在波長2um5um區(qū)域有的獨特的紅外吸收特性制作而成，具有參考通道和測量通道，不含旋轉部件，是一種精度較高的雙通道補償探測器。 光源及其調制技術目前國內多數氣體檢測儀器的光源都采用鎳锘絲作為光源，并使用機械轉動的方法調制光源，這就造成了光源的不穩(wěn)定和抗震性差等缺點，在本儀器的設計過程中充分的考慮到該因素，所以本儀器選用了 PerkinElmer 公司生產的IRL 715 紅外光源，,在5V電壓驅動下工作壽命可達40000小時，輻射強度為0．15~10％M SCP。輸出的電壓信號有：U2= I0eKCLK2 (5)式中，KK2一兩個通道的系統(tǒng)參數，該參數與濾光片的透射效率和傳感器的響應度有關。(2)熱釋電型紅外探測器 熱釋電型紅外探測器是根據熱釋電效應設計的。常見的紅外探測器有光電導型和熱釋電型。光源的不穩(wěn)定以及光電元件的零漂對兩路信息的影響相同，所以信號信息與參考信息的比值將只是氣體濃度的函數，從而消除了光源的不穩(wěn)定以及光電元件零漂的影響。根據BeerLambert定理，氣室出射光的強度為：I= I0e KCL (1)式中，I為吸收后的光強；I0為吸收前的光強；K是反映吸收氣體分子特性的系數，它與氣體的種類、光譜波長、壓力、溫度等許多因素有關；C為待測氣體濃度；L為氣室的長度，即，光與氣體的作用長度。紅外氣體測量技術在我國無論是在用新技術改造傳統(tǒng)產業(yè)，還是在替代進口各方面都有明顯的優(yōu)勢，應用范圍廣泛，具有明顯的經濟和社會效益。其后，1985年，系統(tǒng)最小探測靈敏度提高了一倍。紅外吸收型CO2傳感器是利用紅外線作為介質的測量系統(tǒng)，,其吸收關系服從 。常采用溶膠一凝膠法，以醋酸鋇和鈦酸丁酯為原料，乙醇和醋酸為溶劑制備了BaTi03納米晶材料。滴定法是用過量的氫氧化鋇溶液與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鋇沉淀，采樣后剩余的氫氧化鋇用標準乙二酸溶液滴定至酚酞試劑紅色剛褪。為此，研究一種新型的CO2傳感器勢在必行。在進樣3mL時，%~%，%。隨后，用穩(wěn)定性較好的鋯酸鹽ZrO2MgO設計了一種CO2氣體敏感傳感器，現在有人采用聚丙烯晴（PAN）,二甲亞砜（DMSO）和高氯酸四丁基銨（TBAP）制備一種新型的固體聚合物電解質。但是，在實際的光傳輸過程中，光纖容易受外界環(huán)境因素影響，比如溫度、壓力、電磁場等外界條件的變化將引起光纖光波參數(如光強、相位、頻率、偏振、波長等)的變化。二、紅外C02測量技術的國內外研究現狀國外發(fā)達國家對吸收式氣體傳感器技術的研究起步比較早。國內紅外吸收型CO2氣體傳感器的研究起步較晚，目前，國內生產和使用的傳感器主要是固體電解質式、鈦酸鋇復合氧化物電容式、電導變化型厚膜式等，這些傳感器存在很多不足之處：對氣體選擇性差、容易出現誤報，并且系統(tǒng)需要頻繁校準，使用壽命短等缺點。由圖中可以看出，衰減最為劇烈，故選擇此波段的吸收譜線作為檢測依據。下面對這兩種測量方法進行簡要介紹。圖42 雙波長單光路差分法原理框圖如圖42 所示，是雙波長單光路差分檢測法的原理框圖，紅外光源發(fā)出的光進入探測氣室，經過氣室到達分束器，分束器將光束分成兩束，這兩束各自通過中心頻率為和的干涉濾光片，然后照射在光電探測器上，轉換為電信號。光電導探測器的主要是利用內光電效應的原理工作。 雙通道探測器的工作原理當紅外光通過待測氣體時，氣體分子對特定波長的紅外光進行吸收，且光的吸收滿足BeerLambert定律，即：I1=I0eKCL (3)式中，K吸收系數；C—氣體濃度；L氣室長度，I0一入射光強度；I1一出射
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