激光气体传感器的原理以及优势

1.什么是激光气体传感器

激光是一种由原子激发而成的光，当原子中的电子在吸收了能量后，从低能到高能，从高能到低能，然后以光子的方式释放出来。被诱导（激励）的光子束（激光），具有高度相同的光学性质。所以，与一般的光源相比，激光的单色性和方向性更好。

2.激光气体传感器的工作原理是什么？

根据朗伯-比尔（Lambert-Beer）定律，在此基础上，被测组分可以吸收一定波长的光，并且其吸收强度与成分浓度成比例，并用测量气体对激光的衰减来测定。

该技术的核心技术是利用半导体激光器的波长调谐和被测气体的选择性吸收来测量气体的浓度。

该方法具有灵敏度高、实时、动态、多组分同时测定等特点。

它的工作原理是由可调半导体激光器通过驱动电流的调制，发出一种特殊的激光波长，通过周期性地注入，激光的波长会发生周期性的改变，从而将激光的中心波长调整到被测量的气体吸收谱线上，并进行选择性的吸收，然后根据吸收后的光谱强度信号，将被测量的气体的浓度进行反演。

由于半导体激光具有较高的单色特性，因此可以通过一条被测气体的单个吸收谱线来测量，从而避免了不同分子间的相互干扰，使被测气体能够被正确识别

3.激光气体传感器的优点

1.与电化学和热敏传感器相比，激光传感器有哪些优点？

电化学/热媒传感器典型地是与气体直接接触的灵敏元件。它是一种利用化学反应生成热量或电流的传感元件。因此，电化学/热敏传感器的寿命会随着探测到的气体的频率和浓度的增大而缩短，因为在化学反应的基础上，电化学/热敏传感器对同一种类的气体都有反应，没有独特的选择性，往往会引起错误的警报。由于化学反应对环境中的湿度、温度、压力和环境中的气体非常敏感，因此，在很短的时间内，就会出现许多故障。而经常地修正，会极大地提高价格购买的传感器的使用费用。

由于激光感应器不需要与气体直接接触，所以没有毒性和老化的问题。同时，该传感器在常压下不会受到温度、湿度等因素的影响，无需调整。

2.与固体传感器相比，激光型传感器有哪些优点？

没有交叉敏感度，不会受到外界因素的影响：固体感应器对湿度很敏感，一般对有害气体的选择性较低。另外，氧水平的改变也会造成不可靠的数据。在气体浓度较高的情况下，会产生不可逆的气体读数和感度变化。

而激光传感器则不会与被测量的气体直接接触，其它气体的交叉敏感性、湿度、氧气含量等因素对其影响甚微。

低功率：固态感应器运行时必须在温度较高的环境中工作，消耗大量的能量，而且不能用作便携装置。而激光型传感器的优势在于其功耗较小。

3.与红外线传感器相比，激光型传感器有哪些优点？

这两种物理原理都是一样的，都是利用了光和分子的相互作用。

但由于中红外区的水分子具有较强的吸附性能，所以其抗湿性较差；

由于红外感应器的光源信号较弱，一般情况下，必须进行标准气体和探测气体的差分，以获取有效的信号。

与红外线传感器相比，它具有快速、抗湿、抗震动、工作稳定、工作可靠等特点。

审核编辑：汤梓红