紅外氣體傳感器的工作原理基于氣體分子對(duì)紅外光的吸收特性。不同氣體分子具有獨(dú)特的紅外吸收光譜，當(dāng)紅外光通過(guò)氣體時(shí)，特定波長(zhǎng)的光會(huì)被氣體分子吸收，導(dǎo)致光強(qiáng)減弱。傳感器通過(guò)檢測(cè)光強(qiáng)的變化，可以推算出氣體的濃度。
紅外吸收光譜
氣體分子在紅外波段具有特定的吸收峰，這些吸收峰對(duì)應(yīng)于分子內(nèi)部振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷。例如，二氧化碳（CO?）在4.26微米處有一個(gè)強(qiáng)烈的吸收峰，甲烷（CH?）在3.31微米處也有一個(gè)顯著的吸收峰。通過(guò)選擇合適波長(zhǎng)的紅外光源，可以針對(duì)特定氣體進(jìn)行檢測(cè)。
傳感器的基本結(jié)構(gòu)
紅外氣體傳感器通常由以下幾個(gè)部分組成：
紅外光源：發(fā)射特定波長(zhǎng)的紅外光，通常使用紅外發(fā)光二極管（IR LED）或激光二極管。
氣室：氣體樣本通過(guò)氣室，紅外光在此與氣體分子相互作用。
濾光片：選擇性地通過(guò)特定波長(zhǎng)的光，以匹配目標(biāo)氣體的吸收峰。
探測(cè)器：檢測(cè)通過(guò)氣室后的光強(qiáng)，常用的探測(cè)器有熱電堆、光電二極管等。
信號(hào)處理電路：將探測(cè)器輸出的信號(hào)進(jìn)行處理，計(jì)算出氣體濃度。
檢測(cè)原理
當(dāng)紅外光通過(guò)氣室時(shí)，目標(biāo)氣體會(huì)吸收特定波長(zhǎng)的光，導(dǎo)致光強(qiáng)減弱。探測(cè)器檢測(cè)到的光強(qiáng)與氣體濃度成反比。通過(guò)測(cè)量光強(qiáng)的變化，傳感器可以計(jì)算出氣體的濃度。為了提高檢測(cè)精度，通常會(huì)使用參考波長(zhǎng)（不被氣體吸收的波長(zhǎng)）進(jìn)行校準(zhǔn)，以消除環(huán)境因素（如溫度、濕度）的干擾。