红外吸收型气体传感器

大部分的气体在中红外区都有特征吸收峰，检测特征吸收峰位置的吸收情况，就可以确定某气体的浓度[18-22]。如果光源光谱覆盖一个或多个气体的吸收线，则光通过待测气体时会就发生衰减，输出光强I、输入光强I0和气体的浓度C之间关系满足朗伯-比尔（Lambert-Beer）吸收定律，即

式中，am——摩尔分子吸收系数；C——气体浓度；L——光和气体的作用长度；β——瑞利散射系数；γ ——米氏散射系数；δ ——气体密度波动造成的吸收系数；I0、I——分别是输入输出光强。通过光强的变化测出气体的浓度，通过确定吸收峰的位置可以进一步确定气体的种类，达到气体探测的目的。

红外吸收型气体传感器可以有效地分辨气体的种类，准确测定气体浓度。与其他气体传感技术相比，这种传感技术具有测量灵敏度高，气体鉴别能力好，响应速度快，耐高温及潮湿能力强，气体传感探头（气体吸收盒）简单可靠以及易于形成网络等优点。但受光源强度的波动、光纤折射率变化、连接器损耗和外界干扰等因素的影响较大。

这种传感器过去都是大型的分析仪器，但是近些年，随着以MEMS技术为基础的传感器工业的发展，这种传感器的体积已经由10dm3，45kg的巨无霸，减小到2cm3（拇指大小）左右。使用无需调制光源的红外探测器使得仪器完全没有机械运动部件，完全实现免维护化。这种传感器成功地用于二氧化碳、甲烷的检测。

目前这种“传感器”的供应商在欧洲，例如德国的Sensors是著名的红外传感器生产商。

红外吸收型气体传感器是一个综合交叉的新兴探测技术。光源的发展、新型特殊光纤的研制技术和探测方法的改进，都将极大地推动红外吸收型气体传感器的发展。红外吸收型气体传感器的发展趋势主要有四个方面：小型化、远距离实时监控、多点或网络化和多气体成分探测。