矿井内CH4与CO2双组分NDIR传感器的设计与实现

作     者：赵勇毅 常建华 沈婉 赵正杰 房久龙 ZHAO Yongyi;CHANG Jianhua;SHEN Wan;ZHAO Zhengjie;FANG Jiulong

作者机构：南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室江苏南京210044 

出 版 物：《红外技术》 (Infrared Technology)

年 卷 期：2019年第41卷第8期

页      面：778-785页

核心收录：

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：国家自然科学基金(61875089) 江苏省重点研发计划(BE2016756) 江苏高校优势学科Ⅱ期建设工程 江苏省高校品牌专业建设工程资助项目 国家级大学生实践创新训练计划项目(201710300015) 

主　　题：NDIR 双组分 光学仿真 气体传感器 

摘      要：为了实现对矿井有害气体的有效监测和控制,本文基于非色散红外(NDIR)原理,设计了一种双组分气体传感器。重点提出了一种反射式气室,然后利用光学仿真软件LightTools对腔体内的光线传播方向进行了光线追迹分析,并对到达探测器4个接收面的光强分布进行了模拟分析,验证了该气室的可行性与优越性。在器件上选用电调制红外光源和热释电探测器,由单片机处理电信号并输出气体浓度信息,大大提高了检测精度。实验结果表明,该传感器能够准确检测0~2000ppm范围内的甲烷与二氧化碳气体浓度,满量程精度可达4.5%。可以满足矿井内甲烷、二氧化碳气体浓度检测的需要,具有广阔的应用前景。