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红外气体传感器的定义和原理
红外气体传感器的定义和原理
红外气体传感器是一种能够检测和测量环境中气体浓度的装置。其工作原理基于红外辐射的特性。红外辐射是一种由物体发出的电磁波,在可见光和微波之间的波长范围内。这种辐射在不同气体中的传播速度和能量吸收率各异,使用红外气体传感器可以利用这些特性来识别和测量特定气体的浓度。当待测气体存在时,它会吸收特定波长的红外辐射,这导致红外光源的透过率下降。
分子中的电子总是处在某一种运动状态中,每一种状态都具有一定的能量,属于一定的能级。 电子由于受到光、热、电的激发,从一个能级转移到另一个能级,称为跃迁。当这些电子吸收了外来辐射的能量,就从一个能量较低的能级跃迁到另一个能量较高的能级。由于分子内部运动所牵涉到的能级变化比较复杂,分子吸收光谱也就比较复杂。在分子内部除了电子运动状态之外,还有核间的相对运动,即核的振动和分子绕重心的转动。而振动能和转动能,按量子力学计算是不连续的,即具有量子化的性质。所以,一个分子吸收了外来辐射之后,它的能量变化△E为其振动能变化△Ev、转动能变化△Er以及电子运动能量变化△Ee的总和。
红外气体传感器将光源发出的红外光与透过率下降后的红外光进行比较,通过测量透过率的变化来确定气体浓度。红外气体传感器具有快速响应、高灵敏度和稳定性等特点,广泛应用于工业控制、环境监测和**检测等领域。
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