【正文】 ……7 單波長雙光路差分測量法…………………………… 7 雙波長單光路差分測量法 ……………………………8 紅外探測器 ………………………………………………….8 雙通道探測器的工作原理………………………………….. 9五. 各模塊設計 …………………………………………………….10 CO2測量裝置結(jié)構(gòu)框圖 ……………………………………10 光源及其調(diào)制技術 ………………………………………..11 氣室的結(jié)構(gòu)設計 …………………………………………...11 …………………………………………...11 …………………………………………...11 光源與濾光鏡及探測器準直的保證 ………………..11 探測器的工作原理 ………………………………………..12六、結(jié)束語 ………………………………………………………...13對于CO2傳感器的現(xiàn)狀淺分析及非分光紅外吸收型CO2傳感器的設計CO2是主要的大氣成分，對農(nóng)業(yè)、工業(yè)等領域都有很重要的影響，隨著工業(yè)的發(fā)展，CO2含量逐年增加，CO2含量過高不僅對人體健康產(chǎn)生隱患，而且引發(fā)了不少環(huán)境問題，溫室效應就是最典型的例子植物的光合作用和呼吸作用也和CO2濃度有很大關系。當配比合適時，有高達104S/cm的溫室離子電導率和好的空間網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu)，尤其在金微電極上成膜構(gòu)成的全固態(tài)電化學體系，在常溫下對CO2氣體有良好的電流響應特性，消除了傳統(tǒng)電化學傳感器因電解液滲漏或干涸帶來的弊端，同時具有體積小，使用方便的優(yōu)點，但是使用時間較短，且預熱時間長達幾個小時，不能及時測量，不適合新型農(nóng)業(yè)檢測使用。．Chan等人，在光纖透射窗口波段范圍內(nèi)，作了一些氣體傳感的基本研究。圖31 C02的紅外吸收光譜 C02氣體的吸收原理根據(jù)BeerLambert定律，當紅外光源發(fā)射的紅外光通過CO2氣體時，CO2氣體會對相應波長的紅外光進行吸收。 通過對上述兩種方法的比較，我們選擇雙波長單光路差分檢測方法，該方法可以減小系統(tǒng)的體積和光學器件的使用數(shù)量，同時，可以有效消除光源輸出功率不穩(wěn)定以及探測器靈敏度變化帶來的影響。系統(tǒng)選用的傳感器PYS3228TC具有參考測量和C02測量兩個通道，其中C02測量通道的電壓變化反映的是氣體濃度的變化情況，而參考通道具有參考和補償?shù)淖饔谩?光源與濾光鏡及探測器準直的保證將氣室設計成空圓柱狀，并在氣室的兩側(cè)對稱留有固定光源與濾光鏡及探測器的固定孔，圓柱的側(cè)面留有讓氣體自由擴散的微型圓孔。紅外吸收法具有操作簡單、測量精度高、抗干擾性強、分析速度快等優(yōu)點，可廣泛應用于環(huán)境監(jiān)測、冷庫、換氣設備、鍋爐房及各類環(huán)境惡劣現(xiàn)場的CO2實時監(jiān)測和控制，因此具有廣泛的應用前景 。但由于紅外傳感器對光強的變化是敏感的，而對光的絕對強度不敏感，因此必須利用單片機產(chǎn)生的脈沖信號對其進行調(diào)制，在設計中采用了ls開5s關的間歇工作模式，這樣做一方面使光源調(diào)制深度加強，另一方面減小儀器功耗并延長光源的使用壽命，最重要的是在此工作模式下，傳感器、放大器和其它元件的寄生熱減少，可以極大提高系統(tǒng)的信噪比和穩(wěn)定性。熱釋電型探測器具有不需制冷(超導除外)、易于使用、易于維護、可靠性好等特點；光譜響應與波長無光，為無選擇性探測器；制備工藝相對簡單，成本較低。圖41 單波長雙光路差分法原理框圖 雙波長單光路差分測量法 雙波長單光路差分測量方法的光源一般采用寬帶光源，經(jīng)過兩個不同波長的濾光片進行濾光，得到波長鄰近的兩個波長的光輻射。當不同波長的紅外輻射依次照射到樣品物質(zhì)時，某些波長的輻射能被樣品物質(zhì)選擇吸收而變?nèi)?，產(chǎn)生紅外吸收光譜，故當知道某種物質(zhì)的紅外吸收光譜時，便能從中獲得該物質(zhì)在紅外區(qū)的吸收峰。如果氣體的吸收光譜在入射光譜范圍內(nèi)，那么紅外輻射透過被測氣體后，在相應波長處會發(fā)生能量的衰減，未被吸收的輻射被探頭測出，通過測量該譜線能量的衰減量來得知被測氣體濃度。滴定溶液需要