红外气体传感器的工作原理基于气体分子对红外光的吸收特性。不同气体分子具有独特的红外吸收光谱，当红外光通过气体时，特定波长的光会被气体分子吸收，导致光强减弱。传感器通过检测光强的变化，可以推算出气体的浓度。
红外吸收光谱
气体分子在红外波段具有特定的吸收峰，这些吸收峰对应于分子内部振动和转动能级的跃迁。例如，二氧化碳（CO?）在4.26微米处有一个强烈的吸收峰，甲烷（CH?）在3.31微米处也有一个显著的吸收峰。通过选择合适波长的红外光源，可以针对特定气体进行检测。
传感器的基本结构
红外气体传感器通常由以下几个部分组成：
红外光源：发射特定波长的红外光，通常使用红外发光二极管（IR LED）或激光二极管。
气室：气体样本通过气室，红外光在此与气体分子相互作用。
滤光片：选择性地通过特定波长的光，以匹配目标气体的吸收峰。
探测器：检测通过气室后的光强，常用的探测器有热电堆、光电二极管等。
信号处理电路：将探测器输出的信号进行处理，计算出气体浓度。
检测原理
当红外光通过气室时，目标气体会吸收特定波长的光，导致光强减弱。探测器检测到的光强与气体浓度成反比。通过测量光强的变化，传感器可以计算出气体的浓度。为了提高检测精度，通常会使用参考波长（不被气体吸收的波长）进行校准，以消除环境因素（如温度、湿度）的干扰。