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Pt、Pd、Au 等贵金属能有效地提高元件的灵敏度和响应时间。催化剂不同，有利于不同

的吸附试样，从而具有选择性。有科学家在利用溶胶

——凝胶法制备 SnO2 薄膜的过程中，

发现薄膜在掺锇

(Os)后明显地提高了灵敏度，降低了工作温度。

　　四、红外光谱系数法
　　光谱吸收式光纤气体传感器是基于分子振动和转动吸收谱与光源发光光谱的一致性原
理。当光通过某种介质时，利用介质对光吸收而使光衰减这一特性研制成吸收型气体感器。
甲烷分子具有四种固有的振动方式，相应产生四个基频，波长分别为

3.433，6.522，3.312

和

7.58μ ｍ。在近红外区，有许多泛频带和组合带。例如，甲烷气体在 1.33 和 1.67μ ｍ附近，

都有较强的吸收

.通过 HITRAN 数据库可以查得甲烷在 1.33，1.67 和 3.31μ ｍ处的线型强度

之比为：

1:8:100。可见，甲烷在中红外区域的吸收线强度远远超过在近红外区域的吸收线

强度。
　　其总体由以下四部分
　　

1 光学部分：

　　红外吸收气体传感器由红外光源、采样气室、滤光片和红外探测器四部分组成。测量热电
探头和参考热电探头均由热电敏感元件和滤光片组成，只有目标气体的吸收光谱才能穿越
测量热电探头滤波片并被热电敏感元件吸收转化成电信号。热电探头产生的信号依赖于气体
吸收红外光谱后入射辐射的变化。现在我们一般采用两路探测信号进行对比，一路测量信号
（

MEA），一路参考信号（REF）。

　　

2 前置放大电路

　　由于红外探测器输出的信号很微弱，

A/D 芯片无法处理，而且也容易被噪声淹没。因此

必须经过放大后才能对其进行处理。
　　

3 滤波电路

　　滤波电路的作用是对前置放大级的输出信号进行粗略的
　　滤波处理，去掉频率低于基频而高于二次频的噪声信号。可以认为带通滤波器是由高通
滤波器和低通滤波串联而成，两者覆盖的通带就提供了一个带通响应。
　　

4 报警及显示

　　报警电路由

NPN 三极管、蜂鸣器、LED 和限流电阻组成。由单片机的两个 I/O 口控制声

报警方式和光报警方式，实际应用时，可以通过软件设置选择其中一种报警方式，也可以
两种都选择。当瓦斯浓度超出设定范围时，由声光报警装置提醒井下工作人员。
　　五、四种瓦斯传感器的比较
　　通过对以上四种瓦斯传感器的分析介绍，我们可以对载体热催化瓦斯传感器、光干涉法
瓦斯传感器、气敏半导体瓦斯传感器、红外吸收法瓦斯传感器四类进行横向与纵向的比较，
如下述表格：
　　六、瓦斯传感器未来的发展
　　综合以上各种检测方法

, 载体热催化瓦斯传感器、光干涉法瓦斯传感器、气敏半导体瓦斯

传感器、红外吸收法瓦斯传感器各有自己的优缺点。对各种主要技术指标，同种检测方法难
以同时满足测量需求，因此，往往多种传感器配合使用。瓦斯传感器的未来研究方向除了在
传统的半导体气敏材料氧化锡、氧化锌、氧化钛、氧化钴、氧化镁中掺杂一些元素外，同时进
一步研制和开发红外、光纤等新型瓦斯传感器

, 应用新材料、新工艺和新技术，对瓦斯传感器

的机理做更深入地研究，使瓦斯传感器更加小型化和智能化，具有性能稳定、使用方便、价
格低廉、寿命长等特点。随着科技的进一步发展和计算机技术、网络技术、通信技术等高科技
手段更大广泛的应用，测量准确，携带方便，精度高，制作简易，维护方便，价格低廉耐
用的新型传感器必将成为未来的发展趋势。
　　参考文献：