本书研究内容及主要贡献分析

本书的研究主题是，红外光学气体传感器及检测系统的关键技术，针对目前的气体检测系统都存在量程小、体积大、功耗大、需短期内校准、使用寿命短、无数据传输方式等其中某种或某几种缺点，讲解一种微型化的、低功耗的气体传感检测系统的设计方法及思想。

本书从红外传感器的发展情况入手，先介绍了红外气体检测理论，对相关理论知识进行了深入的讲解；然后引入了红外敏感元件及探测器的原理、设计方法和制作工艺，对红外敏感元件和探测器的关键工艺技术及加工制造方法进行了重点讲解；讨论了红外气体传感器及检测系统的设计方法，重点讲解了红外光学气体传感器的气室和光路的设计原理与方法；提出了气体浓度的计算方法及补偿技术，该方法针对外界温度对红外气体浓度传感器检测结果的影响，实施了温度补偿，修正了红外气体浓度传感器的检测结果。最后讲解了红外光学气体传感器的标定和实践验证，对红外传感器的最新研究进展作了简单的分析阐述。

概括起来本书的主要贡献在于以下4个方面：

（1）红外敏感元件及探测器的设计及制作工艺研究。解决了晶体薄片减薄成为晶片式敏感元件加工技术的瓶颈问题，通过合适的工艺制作热红外敏感元件、设计热红外探测器，分析讨论了一些关键工艺方法。(www.xing528.com)

（2）提出高灵敏度、小体积、快速响应的椭球状镀金反射式光学气室。针对目前大型的机械调制方式的红外分析仪，由于大的功耗和体积，不太适合于便携式使用的问题，提出了一种内壁由相交的双椭圆球面旋转构成且具有折叠反射光路的ϕ20mm×25mm的圆筒式气室结构，解决了微气室结构实现高聚光度与集成度的关键技术问题，探讨气室的设计原则。新型反射聚光式气室，在保证气体作用长度的同时，大大减小了体积，解决了早期研制的气体传感器所采用直线式气室体积大的缺点。

（3）采用线性插值与两点校准及温度补偿算法处理气体浓度的方法。针对目前红外气体浓度传感器所用气体浓度确定方法检测精度不高的问题，提出了一种高精度的红外气体浓度传感器信号处理方法。红外气体浓度传感器信号处理方法针对外界温度对红外气体浓度传感器检测结果的影响，实施了两次温度补偿，修正了红外气体浓度传感器的检测结果，使得红外气体浓度传感器能在不同温度条件下使用，克服了因地区与天气条件的改变对红外气体浓度传感器使用性的影响。

（4）气体传感器的集成设计方法。通过对微气室结构的合理布局，实现了探测器、温度传感器、光源与前置电路于微小气室内为一体的微型防爆气体传感器的集成设计；设计了检测系统的防爆、防雨雾的外形壳体，解决了传感器系统抗恶劣环境下使用的技术问题，通过各类验证试验考核了设计传感器性能指标。