家居安全新衛士！升級款家用激光甲烷傳感器給你滿(mǎn)滿(mǎn)安全感！

2024-01-16 13:42:58

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Winsen

激光氣體分析原理

由于不同分子的能級結構不同，特定的氣體只能吸收特定的一個(gè)或者少數幾個(gè)波長(cháng)的光子，形成了氣體的吸收線(xiàn)。每種分子的吸收線(xiàn)也稱(chēng)為氣體分子指紋，把各種氣體的氣體吸收線(xiàn)放在同一波長(cháng)坐標中，就構成了氣體的吸收光譜圖。

當特定波長(cháng)的紅外光，例如單一波長(cháng)的激光通過(guò)氣體，如果氣體中存在與之對應的氣體，則光能就被吸收，在輸出端可以檢測到光強的衰減，對應的氣體濃度越大衰減就越強，由此我們可以探測到該種氣體的存在以及濃度。

可調諧半導體激光吸收光譜（TDLAS）技術(shù)就是根據氣體的選擇吸收性，來(lái)進(jìn)行氣體濃度測量的氣體分析技術(shù)。

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激光氣體分析核心部件

激光氣體分析主要部件也包括光源、氣室、檢測器、控制檢測電路等幾個(gè)部分。

（1）激光光源

激光光源根據原理分主要有DFB、VCSEL、FP等幾種；按照波長(cháng)分為近紅外和中遠紅外激光器；按照是否內置TEC分為內置TEC和無(wú)內置TEC兩種；按照封裝可分為T(mén)O封裝和蝶形封裝等。一般蝶形封裝都內置了TEC和熱敏電阻。

激光器的所有參數中波長(cháng)是Z重要的一個(gè)，波長(cháng)決定了可以檢測什么氣體以及吸收強度有多大，同時(shí)波長(cháng)也是激光器價(jià)格的決定因素。

采用1653.7nm的DFB激光器，具有穩定性好，單模輸出性良好，調節精度高，不受電磁干擾，耐高溫等優(yōu)點(diǎn)。

（2）氣室

由于激光擁有很高的調制頻率，同時(shí)激光芯片作為近似的點(diǎn)光源，可以實(shí)現高度平行的平行光束，因此激光氣體分析可以實(shí)現開(kāi)放光路和氣體流通池兩種方式，具體分類(lèi)如圖所示。

采用開(kāi)放式對射光路結構，無(wú)需采樣氣室，激光器發(fā)出的激光直接穿過(guò)待測區域完成檢測，加上精準的算法，傳感器響應時(shí)間可做到10s以?xún)取?/p>

（3）檢測器

檢測器Z常見(jiàn)的主要有硅光電池、銦鎵砷光電二極管、鍺光電二極管等，硅光電池主要在近紅外區有較強響應，銦鎵砷和光電二極管可在中紅外有較強的響應。

傳感器采用光電二極管檢測器，針對甲烷 (CH4) 檢測（1653nm）進(jìn)行了優(yōu)化，提高了在低溫環(huán)境中的響應度。

MH-Z9041A 激光甲烷氣體傳感器是一個(gè)家用型甲烷傳感器，基于TDLAS技術(shù)對甲烷氣體進(jìn)行檢測，具有優(yōu)異的氣體選擇性、無(wú)氧氣依賴(lài)性、抗水汽、抗中毒、壽命長(cháng)等特點(diǎn)。傳感器核心器件自主研發(fā)、性能穩定，內置了控溫算法、溫度補償算法，實(shí)現對甲烷氣體的測量，是一款將成熟的激光氣體吸收檢測技術(shù)與穩定光路設計和電路設計緊密結合而制作出的高性能傳感器。

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