光纤化的气体传感技术
光纤传感中的光学原理及效应
第1章：光纤传感中的光学原理及效应 光学反射原理 分为镜面反射和漫反射 镜面反射和漫反射情况 基于反射原理的光纤传感器结构简单、工作可靠、成本低廉。主要应用于位移测量，振动测量，压力测量，浓度测量和液位测量。 光学折射原理
光学吸收原理 选择吸收：介质对某些波长的光的吸收特别显著 郎伯比尔(Lambert-Beer)定律： Lambert-Beer 定律是吸收光度法的基本定律，表示物质对某一单色光吸收的强弱与吸光物质浓度和厚度间的关系。 当气体浓度、光程均很小的时候，可以近似为： 光学多普勒效应 θ cos 11f f 02 20 0c u c u -= 雷达测速仪 检查机动车速度的雷达测速仪也是利用这种多普勒效应。交通警向行进中的车辆发射频率已知的电磁波，通常是红外线，同时测量反射波的频率，根据
反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度．装有多普勒测速仪的警车有时就停在公路旁，在测速的同时把车辆牌号拍摄下来，并把测得的速度自动打印在照片上。 声光效应 超声波通过介质时会造成介质的局部压缩和伸长而产生弹性应变，该应变随时间和空间作周期性变化，使介质出现疏密相间的现象，如同一个相位光栅 。当光通过这一受到超声波扰动的介质时就会发生衍射现象，这种现象称之为声光效应。 利用声光衍射效应制成的器件，称为声光器件。声光器件能快速有效地控制激光束的强度、方向和频率，还可把电信号实时转换 为光信号。此外，声光衍射还是探测材料声学性质的主要手段。 主要用途有：制作声光调制器件，制作声光偏转器件，声光调Q 开关，可调谐滤光器，在光信号处理和集成光通讯方面的应用。 磁光效应 具有固有磁矩的物质在外磁场的作用下，电磁特性发生变化，因而使得光波在其内部传输特性也发生变化的现象。 A 、法拉第效应：当线偏振光沿磁场方向通过置于磁场中的磁光介质时，其偏振面发生旋转的现象，对于给定的介质，偏振面旋转角度=介质长度×磁场强度×维厄德系数 B 、磁光克尔效应：指一束线偏振光在磁化了的介质表面反射时，反射光将是椭圆偏振光，而且以椭圆的长轴为标志的“偏振面”相对于入射偏振光的偏振面旋转了一定的角度。 分类： ①极化克尔效应，即磁化强度M 与介质表面垂直时的克尔效应，应用于磁光存储技术中 ②横向克尔效应：M 既平行于介质表面，但垂直于光的入射面 ③纵向克尔效应：M 既平行于介质表面，又平行于光的入射面 C 、磁致线双折射效应：某些由各向异性分子组成的介质，在不加磁场时表现为各向同性，加上足够强的外磁场时，分子磁矩受到了力的作用，各分子对外磁场有了一定的取向，使介质宏观上呈现各向异性，当光以不同于磁场方向通过这样的介质时，就会出现双折射现象。 电光效应 电光效应：指某些晶体的折射率因外加电场而发生变化的一种效应，当光波通过此介质时，其传输特性就受到影响而改变。 +++=20bE aE n n （6-3） 在上式中， aE 是一次项，由该项引起的折射率变化，称为线性电光效应或泡克耳斯（Pockels ）效
气体传感器文献综述
` 气体传感器的发展概况 和发展方向 玛日耶姆·图尔贡 107551600545 Word文档
气体传感器的发展概况和发展方向 【摘要】本文对气体传感器进行分类，介绍了半导体型气体传感器、电阻型气体传感器、非电阻型气体传感器等几种常见气体传感器的特性、总结了这些气体传感器的工作原理，并阐述这几种气体传感器在日常生活及特殊场合中的应用及其选用时的原则。探讨了气体检测仪器在检测对象、检测围和检测方式上向小型化、智能化、多功能化和通用化等方面不断向前发展的方向。 【关键词】气体传感器；特性；应用；发展方向 一、前言 目前，随着人们环保意识的提高，环境问题日益受到政府和社会关注。环境问题变成了重要的民生问题，影响到人民生活幸福感，甚至环境问题严重威胁群众健康。 近年来生态环境污染状况日趋严重，各种工业废水，废气直接排入水体及空气，造成极为严重的环境污染。影响着人们的正常生活和生存发展，并导致环境污染的气体进行处理是十分急迫的问题。随着科学技术的发展,人们生活水平的提高,对气体传感器的需求已有所不同;同时,随着近年酸雨、温室效应、臭氧层破坏、环境污染等,严重影响了人类的健康和生存,这就给气体传感器提出了新的研究课题和增加了新的研究容和难度。检测气体的种类由原来的还原性气体(H2、 C4、 H10、 CH4等)扩展到毒性气体(CO、NO2、 H2S、NO、NH3、 PH3等)以及食品有关的气体(鱼、肉鲜度(CH3)3、醋酸乙脂等)[1]。气体传感器作为气体检测最基础的部分，为了满足这些需求,气体传感器必须具有较高的灵敏度和选择性,重复性和稳定性要好,而且能批量生产,性能价格要高等。 随着人们环保意识的增强以及各国对有毒气体排放和污染物排放方面的严格立法，各种气体传感器正在得到越来越广泛的应用。目前，随着生命科学、人工智能、材料科学等学科的发展，气体传感器的应用领域越来越广泛，在大气监测、食品工业、汽车尾气快速实时测定、有毒气体检测安全检查和航空航天等方面，越来越多地显示出气体传感器的重要作用[2]。 二、气体传感器的发展概况 2.1气体检测仪 气体检测仪是一种气体泄露浓度检测的仪器仪表工具，主要是指便携式/手持式气体检测仪。主要利用气体传感器来检测环境中存在的气体种类。气体检测的目的是分析各种气体混合物中各组分的含量或其中某一组分的含量。气体检测仪表一般由传感器、信号放大、处理单元、显示单元以及控制单元组成，其中传感器是最关键的部分。 2.2传感器 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器按其基本效应可分为：物理传感器，化学传感器，生物传感器。按检测对象，化学传感器分为气体传感器、湿度传感器、离子传感器。 物理传感器 传感器生物传感器气体传感器 化学传感器离子传感器 湿度传感器
几种气体传感器的研究进展
一、前言 1964 年，由Wickens 和Hatman 利用气体在电极上的氧化还原反应研制出了第一个气敏传感器，1982年英国Warwick 大学的Persaud 等提出了利用气敏传感器模拟动物嗅觉系统的结构，自此后气体传感器飞速发展，应用于各种场合，比如气体泄漏检测，环境检测等。现在各国研究主要针对的是有毒性气体和可燃烧性气体，研究的主要方向是如何提高传感器的敏感度和工作性能、恶劣环境中的工作时间以及降低成本和智能化等。 下面简单介绍各种常用的气体传感器的工作原理和一些常用气体传感器的最新的研究进展。 二、气体传感器的分类和工作原理 气体传感器主要有半导体传感器（电阻型和非电阻型）、绝缘体传感器（接触燃烧式和电容式）、电化学式（恒电位电解式、伽伐尼电池式），还有红外吸收型、石英振荡型、光纤型、热传导型、声表面波型、气体色谱法等。 电阻式半导体气敏元件是根据半导体接触到气体时其阻值的改变来检测气体的浓度；非电阻式半导体气敏元件则是根据气体的吸附和反应使其某些特性发生变化对气体进行直接或间 接的检测。 接触燃烧式气体传感器是基于强催化剂使气体在其表面燃烧时产生热量，使传感器温度上升，这种温度变化可使贵金属电极电导随之变化的原理而设计的。另外与半导体传感器不同的是，它几乎不受周围环境湿度的影响。电容式气体传感器则是根据敏感材料吸附气体后其介电常数发生改变导致电容变化的原理而设计。 电化学式气体传感器，主要利用两个电极之间的化学电位差，一个在气体中测量气体浓度，另一个是固定的参比电极。电化学式传感器采用恒电位电解方式和伽伐尼电池方式工作。有液体电解质和固体电解质，而液体电解质又分为电位型和电流型。电位型是利用电极电势和气体浓度之间的关系进行测量；电流型采用极限电流原理，利用气体通过薄层透气膜或毛细孔扩散作为限流措施，获得稳定的传质条件，产生正比于气体浓度或分压的极限扩散电流。 红外吸收型传感器，当红外光通过待测气体时，这些气体分子对特定波长的红外光有吸收，其吸收关系服从朗伯—比尔（Lambert－Beer）吸收定律，通过光强的变化测出气体的浓度：
甲烷气体检测传感器模组
甲烷气体检测传感器模组 甲烷气体检测传感器模组产品适用于各种环境和特殊环境中的甲烷气体浓度和泄露，在线检测及现场声光报警，对危险现场的作业安全起到了预警作用，此仪器采用进口的电化学传感器和微控制器技术，具有信号稳定，精度高，重复性好等优点，防爆接线方式适用于各种危险场所，并兼容各种控制器，PLC,DCS等控制系统，可以同时实现现场报警和远程监控，报警功能，4-20mA标准信号输出，继电器开关量输出。 甲烷气体变送器产品特性： ①进口电化学传感器具有良好的抗干扰性能，适用寿命8年。 ②采用先进微处理技术，响应速度快，测量精度高，稳定性和重复性好。 ③检测现场具有具有现场声光报警功能，气体浓度超标即时报警，是危险场所作业的安全保障。 4现场带背光大屏幕LCD显示，直观显示气体浓度，类型，单位，工作状态等。 5独立气室，更换传感器无须现场标定，传感器关键参数自动识别。 6全量程范围温度数字自动跟踪补偿，保证测量准确性。 甲烷气体变送器技术参数： 检测气体：空气中的甲烷气体 检测范围：0~100ppm,0~200ppm,0~1000ppm,0~1000ppm,0~5000ppm,100%LEL可选。 分别率：0.01ppm(0~100ppm);0.1ppm(0~1000ppm);1ppm(0~10000ppm以上)；0.1LEL. 工作方式：固定式连续工作，扩散式，管道式，流通时，泵吸式可选。 检测误差：≦1%（F.S） 响应时间：≦10S 输出信号：电流信号输出4-20MA 报警方式：2路无源节点信号输出，报警点可设置。 工作环境：-20℃~50℃(特殊要求：（-40℃~+70℃) 相对湿度：≦90%RH 工作电压：DC12~30V 传感器寿命：3年 防爆形式：探头变送器及传感器均为隔爆型。 防爆等级：Exd II CT6
光纤传感中的光学原理及效应
第1章：光纤传感中的光学原理及效应 1.1光学反射原理 分为镜面反射和漫反射 基于反射原理的光纤传感器结构简单、工作可靠、成本低廉。主要应用于位移测量，振动测量，压力测量，浓度测量和液位测量。 1.2光学折射原理 镜面反射和漫反射情况
1.3光学吸收原理 选择吸收：介质对某些波长的光的吸收特别显著 郎伯比尔(Lambert-Beer)定律： Lambert-Beer 定律是吸收光度法的基本定律，表示物质对某一单色光吸收的强弱与吸光物质浓度和厚度间的关系。 当气体浓度、光程均很小的时候，可以近似为： 1.4光学多普勒效应 θ cos 11f f 0 2 20 0c u c u -= 雷达测速仪 检查机动车速度的雷达测速仪也是利用这种多普勒效应。交通警向行进中的车辆发射频率已知的电磁波，通常是红外线，同时测量反射波的频率，根据
反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度．装有多普勒测速仪的警车有时就停在公路旁，在测速的同时把车辆牌号拍摄下来，并把测得的速度自动打印在照片上。 1.5声光效应 超声波通过介质时会造成介质的局部压缩和伸长而产生弹性应变，该应变随时间和空间作周期性变化，使介质出现疏密相间的现象，如同一个相位光栅 。当光通过这一受到超声波扰动的介质时就会发生衍射现象，这种现象称之为声光效应。 利用声光衍射效应制成的器件，称为声光器件。声光器件能快速有效地控制激光束的强度、方向和频率，还可把电信号实时转换 为光信号。此外，声光衍射还是探测材料声学性质的主要手段。 主要用途有：制作声光调制器件，制作声光偏转器件，声光调Q 开关，可调谐滤光器，在光信号处理和集成光通讯方面的应用。 1.6磁光效应 具有固有磁矩的物质在外磁场的作用下，电磁特性发生变化，因而使得光波在其内部传输特性也发生变化的现象。 A 、法拉第效应：当线偏振光沿磁场方向通过置于磁场中的磁光介质时，其偏振面发生旋转的现象，对于给定的介质，偏振面旋转角度=介质长度×磁场强度×维厄德系数 B 、磁光克尔效应：指一束线偏振光在磁化了的介质表面反射时，反射光将是椭圆偏振光，而且以椭圆的长轴为标志的“偏振面”相对于入射偏振光的偏振面旋转了一定的角度。 分类： ①极化克尔效应，即磁化强度M 与介质表面垂直时的克尔效应，应用于磁光存储技术中 ②横向克尔效应：M 既平行于介质表面，但垂直于光的入射面 ③纵向克尔效应：M 既平行于介质表面，又平行于光的入射面 C 、磁致线双折射效应：某些由各向异性分子组成的介质，在不加磁场时表现为各向同性，加上足够强的外磁场时，分子磁矩受到了力的作用，各分子对外磁场有了一定的取向，使介质宏观上呈现各向异性，当光以不同于磁场方向通过这样的介质时，就会出现双折射现象。 1.7电光效应 电光效应：指某些晶体的折射率因外加电场而发生变化的一种效应，当光波通过此介质时，其传输特性就受到影响而改变。 +++=20bE aE n n （6-3） 在上式中， a E 是一次项，由该项引起的折射率变化，称为线性电光效应或泡克耳斯（Pockels ）效
气体传感器综述
光纤气体传感器综述 摘要综述了气体传感器的基本种类，论述了国内外各类气体传感器的工作原理、特点及发展状况。 关键词传感器检测气体光纤 传感器是将某种信号，按一定规律转换成另一种信号的器件和装置。传感技术是获取信息的工具。这是一项迅速发展的高技术，是构成现代信息技术的主要技术之一，是检测原理、材料科学、工艺加工三要素的最佳结合。在发达国家，传感技术被列为核心技术之一。 气体传感器是一种把气体中的特定成分检测出来，并转换成电信号的器件，人们很早就开始了气体传感器的研究，将其用来对有毒、有害气体的探测，对易爆、易燃气体的安全报警。对人类生产生活中所需了解的气体进行检测、分析研究等，使得它在工业生产和日常生活中起到耳目的作用。 光纤传感技术是一项正在发展中的具有广阔前景的新型高技术。由于光纤本身在传递信息过程中具有许多特有的性质，如光纤传输信息时能量损耗很小，给远距离遥测带来很大方便。光纤材料性能稳定，不受电磁场干扰，在高温、高压、低温、强腐蚀等恶劣环境下保持不变.所以光纤传感器从问世到如今，一直都在飞速发展。各种新思路、新结构、新工艺的光纤传感器，如雨后春笋，不胜枚举。这里我们仅就光纤气体传感器进行讨论。 1 气体传感器现状 有关资料表明，1992年中国的气体传感器产量为50万，而1990年、1991年分别为200万和近400万，世界的气体传感器需求量也逐年增加。 气体传感器是利用被测气体的物理化学性质来检测气体的，分为物理性和化学性两种。物理性的传感器是通过电流、电导、光的折射率等物理量的变化来检测的；而化学性传感器是通过化学反应、电化学反映引起物理量的变化来检测的。 2 气体传感器分类 2.1 半导体气体传感器 半导体气体传感器是利用气敏元件同气体接触，使半导体性质变化，以此来检测特定气体的成分或浓度。优点是在低浓度区(300)仍对可燃性气体和某些毒性气体(甲烷)有 较高灵敏度；体积小，结构简单，成本低，使用方便 [1]。 2.1.1 电导式传感器 传感器保持一定温度，当被测气体接触传感元件后，在传感元件表面形成吸附，使其电导率发生变化。被测气体浓度与传感元件的电阻值之间有一定的关系，因此可对气体浓度加以探测。此类传感器主要用来对可燃性气体浓度和低浓度毒气的检测，高浓度范围内测量精度不高，受周围环境影响大。 2.1.2 热导式传感器 传感元件(金属氧化物)吸附气体后，电导率和热导率变化，致使元件温度变化，由此检测气体浓度。稳定性好，通常组成惠斯登电桥来检测[2]。 2.1.3 氧化锡气体传感器 氧化锡掺杂不同，则可检测不同气体。利用氧化锡烧结体吸附还原性气体时电阻值减小的特性，可检测还原气体是否存在，同时可实现可燃性气体(如CH4，CO等)的漏气报警。2.1.4 氧化锌气体传感器 ZnO一种研究时间较长、应用水平较高的半导体氧化物气敏材料。一维ZnO纳米材料
光纤甲烷气体传感器
光纤甲烷气体传感器 摘要：基于甲烷气体近红外吸收的机理, 研究一种易于实现的光纤甲烷气体传感器。分析了半导体激光器的调制特性和谐波检测的基本原理, 建立了传感器的数学模型。系统采用分布反馈式半导体激光器做光源, 加入参考光路和参考气室, 使光源输出的中心波长锁定在气体的吸收峰上, 通过光源调制实现对甲烷气体浓度的谐波检测,提出实施改进方案，同时大气和工业污染中的其他气体分子的含量也可通过调换光源及相应的光学器件采用类似的方法测量。 关键字： 甲烷；近红外吸收；谐波检测；DFB 半导体激光器； 1. 引言 甲烷是一种易燃易爆气体,是沼气、天然气和多种液体燃料的主要成分。其在大气中的爆炸下限为4. 9 % ,上限为15. 4 %。在煤矿井下瓦斯气体中,甲烷所占的比重最大,在80 %以上。在我国煤矿安全事故中,瓦斯爆炸造成的伤亡占所有重大事故伤亡人数50 %以上。实时监测甲烷气体的浓度、防止爆炸,对于工矿安全运行、人身安全有着至关重要的作用。目前，甲烷气体的监测主要采用的化学传感器和电子探测器，化学敏感元件容易受到表面污染,需要定期更换, 而且易受其他气体的干扰, 长时间工作时存在零点漂移和灵敏度变化, 会直接影响监测系统的可靠性，而电子传感器则需要防爆装置，还需要定期检验和校正。光纤甲烷气体传感器是应用介质对光吸收而使光产生衰减这一特性的吸收型光纤气体传感器具有传输功率损耗小,传输信息容量大,抗电磁干扰能力强,且耐高温、高压、腐蚀,绝缘、阻燃、防爆,易于实现远距离实时遥测和良好的气体选择性等特点。本文采用分布反馈式半导体激光器(DFB LD) ,其中心波长在1. 66 μm ,并与二次谐波检测技术相结合,实现了对甲烷气体的谐波检测。 2.基本原理 2.1 检测原理 当一束光强为I0 的平行光通过充有气体的气室时,如果光源光谱覆盖一个或多个气体吸收线,光通过气体时发生衰减,根据Beer-Lambert 定律,输出光强I ( t)与输入光强I0 ( t)和气体浓度之间的关系为: 0()()e x p [()]I t I t f C L α=- （1） 式中: α( f )为气体吸收系数, 即气体在一定频率f 处的吸收线型; L 为吸收路径的长度; C 为气体浓度。 对式(1) 进行变换,得: 0() 1 ln ()()I t c f I t α= （2） 所以通过检测输入光强和输出光强的变化,加上已知的光程,就可以测得气体的浓度值。 谐波检测技术被广泛地用于微弱信号检测。其基本原理是通过高频调制某个依赖于频率的信号,使其“扫描”待测的特征信号,然后在信号处理系统中,以调制频率或调制频率的倍数作为参考信号,用锁定放大器记录下要得到的信息,这一特征信息具有调制信号的一系列谐波信息。 将式(1) 展开为傅里叶级数序列,它的一次谐波( f )和二次谐波信号(2 f ) 的系数分别为:
工业级甲烷CH4气体传感器NC-300S(英文)
Technical Information （C a t a l y t i c T y p e G a s S e n s o r） Model ＮC－300S (Single Header Type) For Industrial Application 深圳市深国安电子科技有限公司 地址：广东省深圳市龙华新区牛栏前大厦Ｃ５０７ 蒋小姐：１３４ ２８７６ ２６３１ 电话：８６ ７５５－８５２５８９００ 网址：ｗｗｗ．ｓｉｎｇｏａｎ．ｃｏｍ ｗｗｗ．ｓｉｎｇｏａｎ．ｃｏｍ．ｃｎ ｗｗｗ．ｓｈｅｎｇｕｏａｎ．ｃｏｍ
1.General Catalytic type gas sensor NC series were developed for industrial applications, and NC-300S is a single header type gas sensor for general combustible gases. Shape, supply voltage and current are compatible with other sensor, however reliability, repeatability, stability and responsibility are quite superior to others, additionally the durability in strict circumstance are quite excellent. Features and typical applications are as follows. 2.Features and applications 1)Features ?Good stability ?Excellent repeatability and detection accuracy ?Good linearity against gas concentration ?Quick response ?Down sizing for design flexibility of gas alarm or detector 2)Applications ?Fixed type gas alarm or detector for general combustible gases ?Gas densitometer 3.Ratings 1)Supply voltage to sensor AC 2.0 +/- 0.1V(50－60Hz) DC 2.0 +/- 0.1V 2)Current (when 2.0V is supplied) AC 300 +/- 20mA(50－60Hz) DC 300 +/- 20mA 3)Ambient temperature and humidity in operation Temperature -20 - +60 degree C Humidity Less than 95%RH (without dew condensation) 4)Ambient temperature and humidity in storage Temperature -30 - +70 degree C Humidity Less than 99%RH (without dew condensation) 5)Detection range 0 – around 60%LEL Lower accuracy over 60%LEL (Except acetylene) 4.Specification 1)Zero offset value in air 0 +/- 30mV (without trimming resistor) 2)Minimum sensitivity 40mV/1% of methane 3)Response time Less than 8 sec. at T90 Less than 3 sec. at T50 4)Linearity Effectively linear to 60%LEL 5)Detection accuracy +/- 1%LEL 深圳市深国安电子科技有限公司 地址：广东省深圳市龙华新区牛栏前大厦Ｃ５０７ 蒋小姐：１３４ ２８７６ ２６３１ 电话：８６ ７５５－８５２５８９００ 网址：ｗｗｗ．ｓｉｎｇｏａｎ．ｃｏｍ ｗｗｗ．ｓｉｎｇｏａｎ．ｃｏｍ．ｃｎ ｗｗｗ．ｓｈｅｎｇｕｏａｎ．ｃｏｍ
TGS2611用于检测甲烷的气体传感器
TGS2611 用于检测甲烷的气体传感器 * 低功耗 * 对甲烷气体灵敏度高* 使用寿命长、成本低 * 应用电路简单 特点: 应用: * 家用气体泄漏报警器* 便携式气体检测仪 * 对气体设施进行泄漏检测 TGS2611对甲烷气体具有很高的灵敏度，由于其对挥发性的酒精 （居住环境常见的干扰气体）灵敏度很低，因而对于家庭用气体泄漏报警器来说是一种理想的传感器。由于敏感素子体积很小，TGS2611的加热器电流仅需56mA ，传感器的检知部被收纳于标准的TO-5金属封装中。 TGS2611-C00不但体积小，而且响应性十分优异。是气体泄漏检测仪的最佳选择。 TGS2611-E00中加装了可消除酒精等干扰气体影响的滤罩，具有对甲烷气体极高选择性的灵敏特性。尤其适用于针对气氛复杂、要求严格的家庭环境进行检测的器具，是家用气体泄漏检测仪最理想的传感器。 下图所示在标准试验条件下（参见背面）测出具有代表性的灵敏度特性曲线。纵坐标表示传感器电阻比 Rs/Ro ，Rs 与Ro 的定义如下： Rs = 传感器在各种浓度气体中的电阻值Ro = 传感器在5000ppm 甲烷中的电阻值 重要提示: 费加罗传感器的使用条件将因不同客户的具体运用不同而不同。费加罗强烈建议在使用前咨询我们的技术人员，尤其是当客户的检测对象 气体不在列表范围时，对于未经费加罗专业测试的任何使用，费加罗不承担任何责任。 Rs/Ro Rs/Ro 灵敏度特性: R s /R o R s /R o
REV.11/17 规格: 结构以及尺寸: 管脚连接: 1: 加热器 2: 传感器电极 (-) 3: 传感器电极 (+) 4: 加热器 功耗值（P S ）可通过下式求出： 传感器电阻（R S ）可根据V OUT （V RL ）的 测定值用下式求出： (V C - V RL )2 R S V C V RL R S = ( - 1) x R L P S = 在此产品规格书中所显示的都是传感器的典型特性，实际的传感器特性因产品不同而不同，详 情请参阅各传感器唯一对应的规格表。 TGS2611-C00 TGS2611-E00
光纤气体传感器TDLAS及相关技术
常用气体检测技术比较 气体检测仪从检测机理上可分为热催化、光干涉、气敏半导体、电化学、红外吸收等几大类，其中市场以热催化组件为主导。
主要气体检测技术性能比较
Beer-Lambert 定律 Beer-Lambert 定律描述，电磁辐射与原子和分子间的相互作用是光谱遥感探测污染物成分以及特性的基础，根据环境中痕量气体成分在紫外、可见和红外光谱的特征吸收性质来反演其浓度。可调谐二极管激光光谱吸收技术作为光学遥感方法的一种，是用几百米到几公里，甚至更长的光程代替了传统试验室中的取样池，采用检测激光光束的透射谱，即使光束从待测气体的一侧入射通过污染气体，在另一端出射用探测器接收的方法。发射器与接收器间的距离确定了光程(大气的折射率近似为1.0)，测量原理基于Beer-Lambert 定律。 在Beer-Lambert 定律中，一些基本概念如下： 透射率（纵坐标--透射光谱）：0()()100% () I T I γγγ= ? 吸光度（纵坐标--吸光光谱）： 1() ()lg I A γγ= 波长和波数的关系：波长（u m ）?波数（1 cm -）=10000 0()()exp(()) I I C L λλσλ=-?? 其中，()I λ为为透射光谱强度;0()I λ为激光的初始强度;()σλ则表示在波长入处的分子吸收系数，C 即为吸收物质的浓度，L 为总的光程。 进一步，根据实际应用要求，将上面的公式改进为： 0()()exp(()())I I P S T C L λλφλ=-??? 其中，()S T 为谱线的线强度，只与温度有关，单位(cm-2Mpa)，可以运用HITRAN 数据库直接进行计算得出;P 为气体的总压，单位Mpa;()φλ为线性函数，表示被测吸收谱线的性质与温度、压强和气体的种类等有关。 可调谐二极管激光吸收检测技术 可调谐二极管激光吸收光谱技术（Tunable Diode Laser AbsorptionSpectroscopy TDLAS )是一种吸收光谱技术，通过分析测量光束被气体的选择吸收获得气体浓度。具体来说，半导体激光器发射出特定波长的激光束穿过被测气体时，被测气体对激光束进行吸收导致激光强度产生衰减，激光强度的衰减程度与被测气体含量成正比，因此，通过测量激光强度衰减信息就可以分析获得被测气体的浓度。分布反馈（DFB ）激光器的波长可以被温度和电流调谐，一般用温度调谐把激光器的波长稳定在气体吸收峰附近，再用电流调谐方法使激光器的波长扫描气体吸收峰。 近年来可调谐半导体激光器在气体分析中逐渐成熟起来，其单线光谱分析技术具有许多独特的优点。与传统红外光谱技术相比，TDLAS 气体分析技术的特点是所采用的半导体激光光源的光谱宽度远小于气体吸收谱线的展宽。例如半导体分布反馈激光器（DFB-LD ）的光谱线宽（<10MHz ），远小于气体吸收线宽（几十MHz~几百MHz ）。因此采用单模激光器的TDLAS 技术具有非常高的光谱分辨率，可以对气体吸收谱的某一特定谱线进行分析，获得被测气体浓度（常被称为单线光谱分析技术）。TDLAS 技术的特点主要表现为：恶劣环境适应能力强；克服了背景气体、粉尘的吸收干扰，测量精度高；不需采样预处理系统，节省了样气预处理的时间和样气在管道内的传输时间，响应速度快，可实现工业过程实时在线管理。九十年代后，由于光通讯发展的需要，半导体激光器和光纤元件发展迅速，性能大大提高，室温工作、长寿命（>50,000 小时）、单模特性和较宽波长范围的半导体激光器被大量地生产出来并投入市场，一些高灵敏度的光谱技术如频率调制(frequency
甲烷CH4气体传感器
甲烷CH4气体传感器 甲烷CH4气体传感器适用于各种环境和特殊环境中的甲烷CH4气体浓度和泄露，在线检测及现场声光报警，对危险现场的作业安全起到了预警作用，此仪器采用进口的电化学传感器和微控制器技术，具有信号稳定，精度高，重复性好等优点，防爆接线方式适用于各种危险场所，并兼容各种控制器，PLC,DCS等控制系统，可以同时实现现场报警和远程监控，报警功能，4-20mA标准信号输出，继电器开关量输出。 甲烷CH4气体传感器产品特性： ①进口电化学传感器具有良好的抗干扰性能，适用寿命8年。 ②采用先进微处理技术，响应速度快，测量精度高，稳定性和重复性好。 ③检测现场具有具有现场声光报警功能，气体浓度超标即时报警，是危险场所作业的安全保障。 4现场带背光大屏幕LCD显示，直观显示气体浓度，类型，单位，工作状态等。 5独立气室，更换传感器无须现场标定，传感器关键参数自动识别。 6全量程范围温度数字自动跟踪补偿，保证测量准确性。 甲烷CH4气体传感器技术参数： 检测气体：空气中的甲烷CH4 检测范围：0~100ppm,0~200ppm,0~1000ppm,0~1000ppm,0~5000ppm,100%LEL可选。 分别率：0.01ppm(0~100ppm);0.1ppm(0~1000ppm);1ppm(0~10000ppm以上)；0.1LEL. 工作方式：固定式连续工作，扩散式，管道式，流通时，泵吸式可选。 检测误差：≦1%（F.S） 响应时间：≦10S 输出信号：电流信号输出4-20MA 报警方式：2路无源节点信号输出，报警点可设置。 工作环境：-20℃~50℃(特殊要求：（-40℃~+70℃) 相对湿度：≦90%RH 工作电压：DC12~30V 传感器寿命：3年 防爆形式：探头变送器及传感器均为隔爆型。