空间双光路红外CO_2气体传感器及其测量模型

提出了一种基于空间双光路结构的红外CO2气体传感器。阐述了传感器光学探头的结构和工作原理，并给出了气室的几何形状和相应的尺寸参数。以朗伯-比尔定律为理论依据，结合空间双光路结构的工作机理．以及红外光源周期性开关的工作方式．推导出了该传感器的线性测量模型，并采用最小二乘法对建立的测量模型进行标定。在静态下对该传感器的传感特性进行了测试，测试结果表明：在0～3％的测量范围内，该传感器的实验值与真实值符合较好，其精度为0．0242％；系统运行良好，可无故障连续在线测量30d以上。该传感器能有效消除温度信号和背景光信号的干扰．能够在5～40℃的温度内、不同杂光背景下正常工作，基本满足CO2气体浓度测量的功耗低、精度高、稳定性好等要求。

红外吸收粉尘传感器的设计

基于粉尘对红外光的吸收原理提出了一种测量粉尘浓度的传感器新方案。以朗伯-比尔定律为理论依据,传感器采用空间双光路结构,应用差分算法,建立数学模型,采用MSP430F149,ICL7605和AD620等芯片进行数据处理,并用实验结果验证可靠性。提出的粉尘设计方案对于提高粉尘测量精度,特别是烟道、煤矿中高浓度的粉尘安全检测均有重要意义。

小型红外CO_2气体分析仪

研制了一种小型红外CO2气体分析仪。为了有效消除测量数据的漂移,提出了一种高性能的空间双光路光学探头结构,该探头结构包括一个带有反光镜无窗封装的红外光源,一个开放式气室以及一个红外接收器件。设计了旋转抛物面接收光锥,从而大大提高了分析仪的信噪比。该分析仪未采用采样气泵,而改用扩散方式进行采样,同时光源采用了周期性开关的工作方式,以消除背景杂光的干扰。该分析仪测量范围:0～3%,精度:0.0280%,响应时间:2.5s,体积:80mm(L)×78mm(W)×35mm(H),重量:200g,功耗:1.5W。