作为可以测量SO2、NO、CO2、CO、CH4、N2O等非对称分子气体的仪 表，基于NDIR(Non-Dispersive InfraRed 非分散红外)的红外分析仪在工业现场得到了广泛应用。
西门子U23
西克SIDOR
而分析仪最核心的部分，就是传感器部分，其测量技术有薄膜微音、微流量、热释电等种类。下面将简要介绍热释电红外传感器。
一、热释电传感器原理及结构
热释电材料是一种具有自发极化的电介质，它的自发极化强度随温度变化，可用热释电系数p来描述，p=dPldT （P为极化强度，F为温度）。在恒定温度下，材料的自发极化被体内的电荷和表面吸附电荷所中和。如果把热释电材料做成表面垂直于极化方向的平行薄片，当红外辐射入射到薄片表面时，薄片因吸收辐射而发生温度变化，引起极化强度的变化。而中和电荷由于材料的电阻率高跟不上这一变化，其结果是薄片的两表面之间出现瞬态电压。若有外电阻跨接在两表面之间，电荷就通过外电路释放出来。电流的大小除与热释电系数成正比外，还与薄片的温度变化率成正比，可用来测量入射辐射的强弱。
热释电型红外探测器都是用硫酸三甘酞（TGS）和钽酸锂（LiTa03）等优质热释电材料（p的数量级为10-8C/Kcm2）的小薄片作为响应元，加上支架、管壳和窗口等构成。它在室温工作时，对波长没有选择性。
热释电型探测器所利用的是温度变化率，因而能探测快速变化的辐射信号。这种探测器在室温工作时的探测率可达D：：1～2x109cm．Hz/W。20世纪70年代中期以来，这种探测器在实验室的光谱测量中逐步取代温差电型探测器和气动型探测器。
热释电传感器的三个核心元件是：红外光源、红外探测器以及吸收气室。其中红外探测器通常是和窄带滤波镜片一体实现对被探测气体的选择性吸收和测量的。根据红外探测器的通道数，可以划分为单通道及双通道 两种类型。
单通道传感器
单通道传感器结构简单，体积小，价格便宜，但是测量精度不高，长期使用漂移量大。多用于简单工况。
多通道传感器
多通道传感器结构复杂，价格昂贵，体积较大，一般用于复杂工况的测量。
二、元件
光源：电调制红外光源如pulsIR,reflectIR等，，升降温速度很快.红外光源发射窗口上安装有透明窗,一方面可以保证发射的红外光波长在特定范围内,适合于对常规的气体如CO2、CO、CH4、NO、SO2等气体进行测量。此外也可以阻止外界环境对光源温度的影响。
气室：国内常见的气室采用气室与外支撑分离的结构，安装时只需将气室固定安装在支撑结构的中心即可。这种气室采用了与外支撑一体化设计，具有制造容易﹑安装方便等优点，但受外界温度波动影响较大。镀膜材料的稳定性对长期稳定性影响非常大。镀膜材料要求有比较好的抗氧化能力、 有比较高的红外线反射系数、要求有比较强的附着力和稳定性。24K 镀金是上佳之选， 其次是 18K 镀金，再次是镀银。国内也有用不锈钢气室的，寿命等各方面较差。
热释电探测器：最核心的部件。
热释电结构
三、热释电传感器的常见指标
量程：单通道常规量程下限2000ppm左右。
分辨率：单通道分辨率下限约为20ppm。
精度：一般为±2。
稳定性：理想状态五年左右寿命。
预热时间：30分钟。
响应时间：T90<15秒
数据输出：模拟量4~20mA与0~5V或数字量。模拟量刷新频率快，但有累计误差。数字量刷新频率慢，不适合要求反应速度快的工况。
分享
