红外甲烷气体检测仪的设计以及干扰分析.pdfVIP

第31 卷 第8 期 红 外 技 术 Vol.31 No.8 2009 年8 月 Infrared Technology Aug. 2009 红外甲烷气体检测仪的设计以及干扰分析 王文萃，栾美生，于彤彦 （哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院，黑龙江哈尔滨 150001 ） 摘要：简述一种基于非色散红外吸收原理的甲烷气体浓度检测仪。引入参考通道对测量结果进行修正， 使精度和稳定性明显提高。分析外界光照以及温度对传感器产生的影响，并提出有效的解决方法，使 该浓度检测仪广泛适用于井下作业。 关键词：甲烷；红外吸收；探测器；气室；干扰 中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号：1001-8891(2009)08-0458-03 Instrumentation for Methane Concentration Detecting Based on NDIR and the Analysis of Disturbances WANG Wen-cui ，LUAN Mei-sheng ，YU Tong-yan (Harbin Institute of Technology, Harbin Heilongjiang 150001, China) Abstract ：A new instrumentation for Methane Concentration Detecting operating on the principle of non-dispersive infrared spectroscopy (NDIR) is presented. A reference channel is used to correct the measurement for reaching high precision criteria and for enhancing long-term stability. Disturbances from IR radiation and temperature from the outside have been analyzed and solved which makes the instrumentation could be widely used in down-hole operation. Key words ：Methane ；IR spectroscopy ；detector ；gas room；disturbance I ＝I0e－αCL (1) 引言 式中：I 表示通过待测气体前的光强；I0 表示气体吸 随着煤炭工业迅猛发展，我国煤炭安全生产隐患 收后的透射光强；α表示吸收系数；C 表示待测气体 也日益突出，主要表现在煤矿瓦斯超标严重。因此需 浓度；L 表示光路强度，即光线在待测气体中穿过的 对瓦斯进行实时监控，以控制瓦斯浓度。常用测量气 有效路径长度。 体方法主要有红外光谱法、电化学法和化学传感器法 由(1)式可知：通过检测红外辐射经气体吸收后的 等。虽然人们已经研制出多种CH4 气敏器件，但是寿 辐射强度，就可计算出被测气体的浓度。红外气体分 命短，可靠性和稳定性差。与后两种方法比较，红外 析器是基于物质对红外辐射有选择的原理