红外吸收光谱气体检测方法的优点与应用

为检测区域空气质量和安全应用场合下的可燃气体，可采用红外传感器、固态传感器和催化珠传感器来实现检测，对于这三种方法对比分析如下：

（1）中毒：这是催化珠传感器的主要问题，各种化合物（如硫化氢、氯化物等）会使传感器中的催化剂中毒，并导致传感器丧失敏感性，红外传感器则不受这个问题的影响。

（2）烧坏：如果与高浓度气体接触，催化珠传感器会烧坏，而红外传感器则不会。

（3）预期寿命：催化珠传感器的预期寿命约为1～2年，而固态传感器通常可持续10年以上，设计良好的红外设备预期寿命也可以达到10年以上。

（4）校正：所有类型的传感器都需要定期校正，然而，对于红外设备，只要保持零点，就可以确保获得良好的响应和跨距精度，因此，很容易检测红外设备的异常运转。

（5）与气体的连续接触：如果应用场合要求检测器与气体流保持连续接触以监测碳氢化合物，催化珠传感器和固态传感器的寿命可能会因此而缩短。与气体的连续接触最终会改变传感器特性并导致永久性损坏。然而，对于红外气体传感器，其功能元件采用光学部件保护，这些光学部件基本上对多数化学物质呈惰性，与气体发生相互作用的只是红外辐射。因此，只要气体样品保持干燥和无腐蚀性，红外仪器可用于长期连续监测气体流。

通过与其他技术相比，红外检测方法具有以下优点^[29-32]：(www.xing528.com)

（1）选择性好：大多危险气体都有自己的特征红外吸收频率，在对混合气体检测时，各种气体吸收各自对应的特征频率光谱，它们是互相独立、互不干扰的，这为测量混合气体中某种特定气体的浓度提供了条件。因此采用红外吸收方法检测气体具有选择性好的优点。

（2）不易受有害气体的影响而中毒、老化：每种检测方法都有自己的测量范围，当待测气体浓度过多地超过测量范围时，会造成载体催化类元件中毒失效，使测量结果发生偏差。甚至再回到正常浓度也不能正常工作，造成检测元件的永久中毒。采用红外原理检测，不会受有毒气体的影响而中毒、老化。

（3）响应速度快、稳定性好：气体检测系统在开机后，都要预热一段时间才能正常工作，而采用红外吸收原理检测气体，在开机相对较短的时间内就能正常工作，并且当浓度发生变化时，也比其他检测方法能更及时做出响应。某些气体检测方法的检测元件工作时，会因为其检测元件发热而温度升高等因素使得测量不准确，而红外吸收原理检测气体是采用光信号，自身不会引起检测系统发热，测量系统不会受温度的变化而受影响，从而使其系统工作稳定性好。

（4）防爆性好：红外原理采用光信号作为检测工作的信号，与以往的电信号不同。它需要的电压低，在矿井、煤气站等混合爆炸气体的场合，不会成为爆炸的点火因素，具有较好的防爆性。

（5）信噪比高，使用寿命长、测量精度高：采用红外吸收原理，产生的干扰信号小，有用信号明显，系统的信噪比高。同时系统具有零点自动补偿与灵敏度自动补偿功能，因而不用定时校准，具有使用寿命长的优点。

（6）应用范围广：红外吸收原理除了可以应用于气体检测外，在石油、纺织行业中对石油成分和比例的分析，纺织产品的定性、定量分析，以及在红外热成像技术，红外机械无损探测探伤、物体的识别都得到广泛运用，在军事上的红外夜视、红外制导、导航、红外隐身、红外遥测遥感技术等方面都取得了很好的效果。