1.什么是激光氣體傳感器
激光是一種由原子激發(fā)而成的光,,當原子中的電子在吸收了能量后,,從低能到高能,從高能到低能,,然后以光子的方式釋放出來,。被誘導(激勵)的光子束(激光),,具有高度相同的光學性質(zhì)。所以,,與一般的光源相比,,激光的單色性和方向性更好。
2.激光氣體傳感器的工作原理是什么,?
根據(jù)朗伯-比爾(Lambert-Beer)定律,,在此基礎(chǔ)上,被測組分可以吸收一定波長的光,并且其吸收強度與成分濃度成比例,,并用測量氣體對激光的衰減來測定,。
該技術(shù)的核心技術(shù)是利用半導體激光器的波長調(diào)諧和被測氣體的選擇性吸收來測量氣體的濃度。
該方法具有靈敏度高,、實時,、動態(tài)、多組分同時測定等特點,。
它的工作原理是由可調(diào)半導體激光器通過驅(qū)動電流的調(diào)制,,發(fā)出一種特殊的激光波長,通過周期性地注入,,激光的波長會發(fā)生周期性的改變,,從而將激光的中心波長調(diào)整到被測量的氣體吸收譜線上,并進行選擇性的吸收,,然后根據(jù)吸收后的光譜強度信號,,將被測量的氣體的濃度進行反演。
由于半導體激光具有較高的單色特性,,因此可以通過一條被測氣體的單個吸收譜線來測量,,從而避免了不同分子間的相互干擾,使被測氣體能夠被正確識別
3.激光氣體傳感器的優(yōu)點
1.與電化學和熱敏傳感器相比,,激光傳感器有哪些優(yōu)點,?
電化學/熱媒傳感器典型地是與氣體直接接觸的靈敏元件。它是一種利用化學反應(yīng)生成熱量或電流的傳感元件,。因此,,電化學/熱敏傳感器的壽命會隨著探測到的氣體的頻率和濃度的增大而縮短,因為在化學反應(yīng)的基礎(chǔ)上,,電化學/熱敏傳感器對同一種類的氣體都有反應(yīng),,沒有獨特的選擇性,往往會引起錯誤的警報,。由于化學反應(yīng)對環(huán)境中的濕度,、溫度、壓力和環(huán)境中的氣體非常敏感,,因此,,在很短的時間內(nèi),就會出現(xiàn)許多故障,。而經(jīng)常地修正,,會極大地提高價格購買的傳感器的使用費用。
由于激光感應(yīng)器不需要與氣體直接接觸,,所以沒有毒性和老化的問題,。同時,該傳感器在常壓下不會受到溫度、濕度等因素的影響,,無需調(diào)整,。
2.與固體傳感器相比,激光型傳感器有哪些優(yōu)點,?
沒有交叉敏感度,,不會受到外界因素的影響:固體感應(yīng)器對濕度很敏感,一般對有害氣體的選擇性較低,。另外,,氧水平的改變也會造成不可靠的數(shù)據(jù)。在氣體濃度較高的情況下,,會產(chǎn)生不可逆的氣體讀數(shù)和感度變化,。
而激光傳感器則不會與被測量的氣體直接接觸,其它氣體的交叉敏感性,、濕度,、氧氣含量等因素對其影響甚微。
低功率:固態(tài)感應(yīng)器運行時必須在溫度較高的環(huán)境中工作,,消耗大量的能量,而且不能用作便攜裝置,。而激光型傳感器的優(yōu)勢在于其功耗較小,。
3.與紅外線傳感器相比,激光型傳感器有哪些優(yōu)點,?
這兩種物理原理都是一樣的,,都是利用了光和分子的相互作用。
但由于中紅外區(qū)的水分子具有較強的吸附性能,,所以其抗?jié)裥暂^差,;
由于紅外感應(yīng)器的光源信號較弱,一般情況下,,必須進行標準氣體和探測氣體的差分,,以獲取有效的信號。
與紅外線傳感器相比,,它具有快速,、抗?jié)瘛⒖拐饎?、工作穩(wěn)定,、工作可靠等特點。
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