红外辐射光源的特点与应用介绍

（1）红外光源

按照发光体的种类分，红外光源有镍铬丝光源、陶瓷光源、半导体光源等；按照光能输出形式分，有连续光源和断续光源（脉冲光源）两类。

目前，红外分析器大多采用镍铬丝光源，它将镍铬丝在胎具上绕制成螺旋形或锥形制成，如图3.2所示。螺旋形绕法的优点是比较近似点光源，但正面发射能量小，锥形绕法正面发射能量大，但绕制工艺比较复杂，目前使用的以螺旋形绕法居多。镍铬丝加热到700℃左右，其辐射光谱的波长主要集中在2~12 μm，能满足绝大部分红外分析器的要求。合金丝光源的最大优点是光谱波长非常稳定，几乎不受任何工作环境温度影响，寿命长，能长时期高稳定性工作。缺点是长期工作会产生微量气体挥发。

图3.2　镍铬丝光源灯丝绕制形状

（2）切光装置(www.xing528.com)

切光装置包括切光片和同步电机，切光片由同步电机（切光马达）带动，其作用是把光源发出的红外光变成断续的光，即对红外光进行频率调制。调制的目的是使检测器产生的信号成为交流信号，便于放大器放大，同时可以改善检测器的响应时间特性。切光片的几何形状有多种，图3.3中是常见的三种，其中半圆形切光片与单通式电容检测器配用，十字形切光片与双通式电容检测器配用，几何单光路用切光片则与固体检测器配用。

图3.3　切光片的几何形状

1—同步孔；2—参比滤光片；3—测量滤光片

切光频率（调制频率）的选择与红外辐射能量、红外吸收能量及产生的信噪比有关。从灵敏度角度看，调制频率增高，灵敏度降低，超过一定程度后，灵敏度下降很快。因为频率增高时，在一个周期内测量气室接收到的辐射能减少，信号降低，另外气体的热量及压力传递跟不上辐射能的变化。因此从灵敏度角度看，频率低一些是有利的。但频率太低时，放大器制作较难，并且增加仪器的滞后，检波后滤波也较困难。理论与实践指出，切光频率一般应取在5~15 Hz，属于超低频范围。