光电型红外探测器(紫外光电探测器)

海潮机械 2023-01-23 13:17 编辑:admin 161阅读

1. 紫外光电探测器

物理上测得物质的透光率,然后取负对数得到吸收度。

大部分常见有机物质和部分无机物质都具有紫外或可见光吸收基团,因而有较强的紫外或可见光吸收能力,因此UVD既有较高的灵敏度,也有很广泛的应用范围,是液相色谱中应用最广泛的检测器。

为得到高的灵敏度,常选择被测物质能产生最大吸收的波长作检测波长,但为了选择性或其它目的也可适当牺牲灵敏度而选择吸收稍弱的波长,另外,应尽可能选择在检测波长下没有背景吸收的流动相。

紫外检测器的波长范围是根据连续光源(氘灯)发出的光,通过狭缝、透镜、光栅、反射镜等光路组件形成单一波长的平行光束。通过光栅的调节可得到不同波长。波长范围应该是根据光源来确定的,不同光源波长范围也不一样。

光波根据光的传播频率不一样而划分的。紫外的,常用为0.005---2.0(AUFS)。紫外光的范围一般指200-400 nm。吸收度单位AU (absorbance unit) 是相当于多少伏的电压,范围的大小应该适中较好,实际工作中一般就需要1AU左右。

2. 紫外光电探测器论文

室内空气质量检测与传感器的应用    [摘要]室内空气品质对人的影响至关重要,利用传感器检测空气质量是当今流行的一种方法,本文介绍了传感器在空气质量检测方面的原理应用,分析了当前气体传感器的优点和不足,以及气体传感器的发展趋势和前景。   [关键词]空气质量 气体传感器 室内环境污染      一、空气对于人的重要性   人们每时每刻都离不开氧,并通过吸入空气而获得氧。一个成年人每天需要吸入空气达6500升以获得足够的氧气,因此,被污染了的空气对人体健康有直接的影响。人的一生中有90%以上时间在室内度过,可见,室内空气品质对人的影响更是至关重要。   二、室内环境污染背景   当今,人类正面临“煤烟污染”、“光化学烟雾污染”之后,又出现了“室内空气污染”为主的第三次环境污染。美国专家检测发现,在室内空气中存在500多种挥发性有机物,其中致癌物质就有 20多种,致病病毒 200多种。危害较大的主要有:氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙烯等。大量触目惊心的事实证实,室内空气污染已成为危害人类健康的“隐形杀手”,也成为全世界各国共同关注的问题。据统计,全球近一半的人处于室内空气污染中,室内环境污染已经引起35.7%的呼吸道疾病,22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌。   三、关于开展室内空气质量服务的几点设想   1.着手调查国内家庭和办公室内空气质量的基本情况。   2.了解并着手引进室内空气质量检测设备。   3.进行规模较大的宣传活动,首先应由气象主管部门与环保主管部门联合建立室内空气质量问题的管理机制。   4.对国际环保部门有关室内空气质量的法规、技术标准、室内污染测定方法及对测定仪器等问题进行专门的调查和研究。   四、空气检测仪的强力武器――传感器   检测技术是人们认识和改造世界的一种必不可少的重要技术手段。而传感器是科学实验和工业生产等活动中对信息资源的开发获取、传输与处理的一种重要工具。下面将介绍六种在空气质量检测方面发挥重要作用的传感器。   1.金属氧化物半导体式传感器。金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用,改变半导体的电导率,通过电流变化的比较,激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大,输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器,因其反应十分灵敏,故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。   2.催化燃烧式传感器。催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一,具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理,感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧,是温度使感应电阻的阻值发生变化,打破电桥平衡,使之输出稳定的电流信号,再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。   3.定电位电解式传感器。定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术,在此方面国外技术领先,因此此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器的结构:在一个塑料制成的筒状池体内,安装工作电极、对电极和参比电极,在电极之间充满电解液,由多孔四氟乙烯做成的隔膜,在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接,在电极之间施加了一定的电位,使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应,在对电极发生还原或氧化反应,电极的平衡电位发生变化,变化值与气体浓度成正比。   4.迦伐尼电池式氧气传感器。迦伐尼电池式氧气传感器的结构:在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10-30μm的聚四氟乙烯透气膜,在其容器内侧紧粘着贵金属(铂、黄金、银等)阴电极,在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极(用铅、镉等离子化倾向大的金属)。用氢氧化钾。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应,使阳极金属离子化,释放出电子,电流的大小与氧气的多少成正比,由于整个反应中阳极金属有消耗,所以传感器需要定期更换。目前国内技术已日趋成熟,完全可以国产化此类传感器  5.红外式传感器。红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理,具有抗中毒性好,反应灵敏,对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂,成本高。   6.PID

光离子化气体传感器。PID由紫外灯光源和离子室等主要部分构成,在离子室有正负电极,形成电场,待测气体在紫外灯的照射下,离子化,生成正负离子,在电极间形成电流,经放大输出信号。PID具有灵敏度高,无中毒问题,安全可靠等优点。   五、气体检测仪器仪表产业发展现状深度分析   近年来,随着中国经济的高速发展,仪器仪表产业也得到了快速发展,自2004年产销首次突破千亿元大关,行业发展进入了快车道,2006年行业总产值突破两千亿元;2007年仪器仪表行业总产值达3078亿元,增长率高达28.5%;据仪器仪表行业协会统计,08年上半年仪器仪表行业总产值实现 1755.9亿元,同比增长23.8%,其中分析仪器、环境监测仪器仪表增长率高达32%。   科学技术的进步为气体检测仪器仪表行业的发展提供了条件,市场和政府政策的推动、人们安全意识的提高、相关法规法律的完善是气体检测行业发展的核心动力,这些推动使气体检测仪器仪表行业处于产业高速增长期。   从技术发展的角度看,根据使用传感器原理的不同,常见的气体检测仪器仪表各自有适用气体及应用领域,新技术新产品正在成为未来气体检测仪器仪表的主流。   六、对未来空气质量检测的展望   随着人们生活水平的不断提高和对环保的日益重视,对各种有毒、有害气体的探测,对大气污染、工业废气的监测以及对食品和居住环境质量的检测都对气体传感器提出了更高的要求。纳米、薄膜技术等新材料研制技术的成功应用为气体传感器集成化和智能化提供了很好的前提条件。气体传感器将在充分利用微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、传感技术、故障诊断技术、智能技术等多学科综合技术的基础上得到发展。研制能够同时监测多种气体的全自动数字式的智能气体传感器将是该领域的重要研究方向。      参考文献:   [1]陈艾.敏感材料与传感器[M].北京:高等教育出版社.   [2]高晓蓉.传感器技术[M].成都:西安交通大学出版社.   [3]彭军.传感器与检测技术[M].北京:高等教育出版社.   [4]王元庆.新型传感器原理及应用[M].北京:机械工业出版社.   [5]赵茂泰.智能仪器原理及应用[M].北京:电子工业出版社.

3. 紫外光电探测器的发展

根据火焰的光特性,火焰探测器有三种:一种是对火焰中波长较短的紫外光辐射敏感的紫外探测器;另一种是对火焰中波长较长的红外光辐射敏感的红外探测器;第三种是同时探测火焰中波长较短的紫外线和波长较长的红外线的紫外/红外混合探测器。

火焰探测器(flame detector)是探测在物质燃烧时,产生烟雾和放出热量的同时,也产生可见的或大气中没有的不可见的光辐射。

4. 紫外光电探测器参数

      1.感烟式火灾探测器。火灾的起火过程一般都伴有烟、热、光三种燃烧产物。烟雾是早期火灾的重要特征之一,感烟式火灾探测器是能对可见的或不可见的烟雾粒子响应的火灾探测器。它是将探测部位烟雾浓度的变化转换为电信号实现报警目的的一种器件。感烟式火灾探测器有离子感烟式、光电感烟式、激光感烟式等几种类型。

      2.感温式火灾探测器。感温式火灾探测器是对警戒范围中某一点或某一线路周围温度变化时响应的探测器,是将温度的变化转换为电信号以达到报警目的的。根据监测温度参数的不同,感温式火灾探测器有定温式、差温式、差定温式等几种类型。

      3.感光式火灾探测器。由于火焰辐射的红外光和紫外光具有特定的峰值波长范围,因此,可以用该特性来探测火灾的发生。感光式(火焰)火灾探测器就是利用这种原理制成的,特别适用于对突然起火而无烟雾的易燃易爆场所的保护。主要有红外火焰探测器和紫外火焰探测器两种类型。

      4.可燃气体式火灾探测器。这是利用测试环境的可燃性气体对气敏元件造成影响(主要是对其欧姆特性的影响)的原理制成的火灾探测器,主要应用于易燃易爆场合对可燃性气体的检测,使现场可能泄漏的可燃气体的浓度被监视在爆炸下限的1/4~16,超过这一浓度时就要发出报警信号,以便采取应急措施。

5. 紫外光电探测器的应用

紫外火焰探测器就对绝大多数的火焰能对其特殊的UV(185-260nm)放射性做出快速的反应。在有火焰的地方,例如常见的油田、石化和电站,都得到很好的应用。紫外火焰探测器响应速度快,能够在火警和爆炸点燃的瞬间就对紫外线放射放射做出反应。

红外火焰探测器是一种高效能的火焰探测器,能对有机材料(碳氢化合物)燃烧的火焰提供早期报警。红外火焰探测器有单红外(IR)火焰探测器、双波段红外(IR2)火焰探测器和三波段红外(IR3)火焰探测器等几种。

两种探测器就反应速度上来说紫外的反映速度更快;不过紫外火焰探测器也易受电弧焊接、电火花、卤素灯等干扰源影响,浓烟、蒸汽、油脂沉积在窗口时失去判断力,红外火焰探测器稳定许多,只有在少数情况下会到一些特殊IR源影响。

6. 紫外光电探测器技术背景简介

光电探测方面的实验有:可见光探测实验,红外探测实验,紫外探测实验,成像偏振探测,多光谱/超光谱成像,激光雷达成像以及多传感器数据融合技术实验等。光电探测是探测技术领域的重要组成,可以补充其它探测技术所不具备的优先特点,值得普遍关注。