激光式气体传感器的检测原理及优势

1.首先，让我们了解什么是激光？

激光是原子受激辐射的光：当原子中的电子吸收能量从低能级转移到高能级，然后从高能级转移到低能级时，释放的能量以光子的形式释放。引诱（刺激）的光子束（激光）具有高度一致的光学特性。因此，激光比普通光源具有更好的单色和方向性。

2.激光检测气体的原理是什么？

基于朗伯-比尔，激光通过被测气体的光强衰减（Lambert-Beer）定律，即被测成分吸收特定波长的光，吸收强度与成分浓度成正比，通过测量气体对激光的衰减来测量气体浓度。

关键技术是可调半导体激光吸收光谱法（TDLAS），是利用半导体激光器的波长调谐特性和待测气体对激光的选择性吸收进行气体浓度检测的一种技术。

具有同时测量高灵敏度、实时性、动态性和多组分的优点。

其原理是在驱动电流的调制下，可调半导体激光器发出特定波长的激光。随着注入周期性电流的调制，激光波长发生周期性变化，将激光中心的波长调节到待测气体的吸收谱线，进行选择性吸收，然后利用气体吸收获得的光谱强度信号反映待测气体的浓度。

由于半导体激光器的高单色性，可以用待测气体分子的孤立吸收谱线进行测量，避免不同分子光谱的交叉干扰，从而准确识别待测气体。

3.激光传感器的优点

1. 激光传感器与电化学或热催化传感器相比有什么优点？
电化学/热催化传感器通常是直接接触气体的敏感元件。是一种消耗性传感器件，通过化学反应产生热或电来进行检测。因此，随着检测气体频率和浓度的增加，电化学/热催化传感器的使用寿命会缩短。由于基于化学反应，电化学/热催化传感器对同类气体反应，没有唯一的选择性，往往会引起误报。由于化学反应对湿度、温度、压力和环境气体非常敏感，电化学/热催化传感器往往由于各种原因导致零漂移，使校正周期非常短。频繁的校正大大增加了低价购买传感器的使用成本。

一种激光传感器与气体无直接接触的光学探测器，因此，不会发生中毒或老化。同时，激光传感器在常压条件下不受压力和湿度变化的影响，免调校。

2. 激光传感器的优点是什么？

无交叉灵敏度，不受环境参数的影响：固体传感器对湿度敏感，通常对有毒气体选择性差。此外，氧含量的变化会导致不可靠的读数。零气读数和灵敏度在高气浓度环境下不可逆转。

相反，激光传感器不直接接触被测气体，其他气体的交叉灵敏度、湿度和含氧量对激光传感器的影响几乎为零。

低功耗：固态传感器的操作需要在连续高温下进行，导致功耗巨大，不适合便携式设备。激光传感器功耗低的优点。

3.与红外传感器相比，激光传感器有哪些优点？

[两者物理原理相同]，采用光与分子相互作用的原理

但激光传感器使用近红外激光技术，红外传感器采用红外光源过滤技术，但中红外区水分子吸收特性强，红外传感器抗湿性差；

此外，红外传感器光源信号较弱，通常需要标准气室和检测气室进行差异才能取出有效信号。因此，气室结构复杂，抗震能力弱，激光传感器对水蒸气无感应，抗震能力优异。

与红外传感器相比，激光传感器响应速度快，抗湿、抗震能力强，工作稳定可靠。

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