多氣體光學傳感器主要利用氣體對特定波長光的吸收特性來檢測氣體濃度。當光通過含有待測氣體的氣室時,目標氣體會吸收特定波長的光,導致光強的減弱。通過測量光強的變化,并結合朗伯-比爾定律等光學原理,可以確定氣體的濃度。
多氣體光學傳感器通常采用以下幾種技術:
紅外吸收光譜技術:不同氣體在紅外波段有不同的吸收峰,通過測量和分析這些吸收峰,可以實現對多種氣體的同時檢測。
可調諧二極管激光吸收光譜(TDLAS)技術:使用半導體激光器掃描目標氣體的特征吸收峰,通過測量激光強度衰減來計算氣體濃度。TDLAS技術具有高分辨率和抗干擾能力,適用于多種氣體的檢測。
光腔衰蕩光譜(CRDS)技術:激光在高反射率光學腔內多次反射,氣體吸收導致光強呈指數衰減。通過測量衰蕩時間,可以測定氣體濃度。CRDS技術靈敏度高,可達ppb級,適用于痕量氣體的檢測。
光纖化學材料傳感技術:利用光纖作為光傳輸介質,通過檢測氣體與光纖表面或內部化學材料相互作用引起的光強、相位或波長變化,實現氣體檢測。這種技術具有抗電磁干擾、可遠程監測等優點。