基于MEMS的非分光红外低硫传感器研究与设计

二氧化硫等含硫气体的红外吸收峰在7~10μm的波段,该波段正好与人体红外的波段重合,属于敏感区域,可用于军事应用,因此发达国家对我国实行了长期的技术封锁;特别是低硫的红外检测传感器价格昂贵,因此,开发检出限接近10 mg/L的高精度低硫传感器迫在眉睫。该文以煤燃烧后的含硫气体检测为研究对象,通过设计精密的红外气室、高精密的恒温室、微弱信号处理电路以及补偿电路,采用MEMS技术,设计完成了一款高精密的非分光红外低硫集成传感器。经检测,该传感器的检出限达到近10 mg/L。低硫测量平均值为0.382%,标准差(SD)为0.006%,相对标准偏差(RSD)为1.2%,瓶内相对标准偏差(RSD)为0.9%。实现了低硫的高精密测试。

红外低硫传感器信噪比改善方法研究

低硫的红外探测是一个非常重要的研究领域,但由于红外硫的吸收峰在一个特殊的波段,与人体红外波段重合,所以国外的先进技术大都对中国封锁,而国内的低硫传感器存在交叉吸收误差,检出限不够、检测精度低等缺陷;文章以煤中硫元素的测试为基础,研究采用了电调制热释电红外传感器在测量硫元素过程中存在的以上问题,主要开展了探测器稳定性、恒温测试、气室噪声、滤波等改善传感器信噪比的相关改进设计和实验,并提出了优化的方案,优化后经过实验测试,整个测试系统的信噪比提升近50%,检出限从原来的100 ppm提升到近10 ppm;低硫测量平均值为0.382%,SD为0.006%,RSD为1.2%,瓶内RSD为0.9%;达到了低硫的高精密测试。