[发明专利]双参考波长红外气体传感器及方法

说明书

技术领域

本发明涉及气体检测，特别涉及双参考波长红外气体传感器及方法。

背景技术

红外气体传感器一般使用钨丝灯作为红外光源，钨丝灯具有体积小、功耗低、使用 寿命长等优点。然而钨丝灯通过通电加热成为发光光源，其红外辐射光谱与光源温度之间 的关系符合普朗克辐射定律，即随着光源温度变化，红外辐射光谱会发生变化。

为达到准确测量气体浓度的目的，红外传感器一般需要通入气体进行调零和标定 的操作。在气体通入红外传感器光室的过程中，光室中的气流与光室中的高温元件如钨灯 丝进行对流换热，这样钨丝灯就会的温度就会发生变化，导致辐射光谱发射变化，进而导致 红外光学探测器输出信号的漂移。整个测量光室在通气后，要经过数个小时才能重新达到 热平衡状态，红外探测器的信号才会稳定下来，响应慢。

发明内容

为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种相应快、检测准确的双 参考波长红外气体传感器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种双参考波长红外气体传感器，所述红外气体传感器包括光源、测量探测器及 参考探测器；所述红外气体传感器进一步包括：

滤光片，所述滤光片设置在参考光路上所述参考探测器的上游；当所述光源辐射光谱变化时，测量波长λ_m处测量通道的与测量探测器相关的比例因子K_m的变化率Δr₁为在参考波长λ_r1处参考通道的与参考探测器相关的比例因子的变化率，Δr₂为在参考波长λ_r2处参考通道的与参考探测器相关的比例因子的变化率，

根据上述的红外气体传感器，优选地，所述滤光片是干涉型双波长滤光片。

根据上述的红外气体传感器，优选地，所述光源是钨丝灯。

本发明的目的还在于提供了一种相应快、检测准确的双参考波长红外气体传感方 法，该发明目的通过以下技术方案得以实现：

双参考波长红外气体传感方法，所述双参考波长红外气体传感方法包括以下步 骤：

(A1)光源发出的测量光穿过待测区域；

进入待测区域的气体与光源换热，所述光源的辐射光谱发生变化；

滤光片设置在参考光路上参考探测器的上游；所述光源辐射光谱变化后，测量波长λ_m处测量通道的与测量探测器相关的比例因子K_m的变化率Δr₁为在参考波长λ_r1处参考通道的与参考探测器相关的比例因子的变化率，Δr₂为在参考波长λ_r2处参考通道的与参考探测器相关的比例因子的变化率，

(A2)测量探测器输出的电信号U_m送分析模块；

参考探测器输出的电信号U_r送分析模块；

(A3)分析模块处理所述电信号，获知待测气体浓度：

C=1α·L(lnKmKr1+Kr2-lnUmUr),]]>α为吸收率；L为光程。

根据上述的红外气体传感方法，优选地，所述滤光片是干涉型双波长滤光片。

根据上述的红外气体传感方法，优选地，所述光源为钨丝灯。