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光声光谱气体传感器技术原理与应用.docx

更新时间:2026-10-12 20:36:15 大小:37K 上传用户:江岚查看TA发布的资源 标签:光声光谱气体传感器PASMEMS麦克风NDIR 下载积分:2分 评价赚积分 (如何评价?) 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

光声光谱气体传感器技术原理与应用

一、技术概述

光声光谱(PAS)气体传感器通过测量气体吸收调制红外光后产生的声波信号来检测气体浓度。与NDIR直接测量光强衰减不同,PAS技术测量的是"光-声-热"转换产生的声波信号,具有低背景噪声、高灵敏度和低功耗等优势。2025年,全球PAS气体传感器市场规模约1.5亿美元,在CO₂检测和痕量气体分析中增长迅速。

二、工作原理

当波长为目标气体吸收峰的调制红外光照射到密闭气室中的气体时,气体分子吸收光能后发生非辐射跃迁,导致局部温度升高,产生压力波动,形成声波。利用MEMS麦克风检测声波信号强度,即可得到气体浓度。PAS技术对光强直流分量不敏感,只对调制频率下的交流分量响应,具有极低的背景噪声。

三、核心优势

PAS传感器的核心优势:低背景噪声(检测限可达ppb级)、低功耗(较NDIR降低30-50%)、无需光学探测器(不需热电堆、光电二极管)、抗光学窗口污染能力强、体积小。

四、2025-2026年进展

2025年,Sensirion推出SCD53 CO₂传感器,采用光声式NDIR技术,在无ASC/ABC条件下保持长期准确性,在粉尘、振动和机械冲击下稳定表现。2026年,QCL+PAS混合方案在大气温室气体监测中实现了高精度检测,结合了QCL的高光谱纯度和PAS的高灵敏度优势。

五、应用领域

PAS传感器在CO₂检测(室内空气质量、HVAC)、痕量气体分析(环境监测、工业安全)、呼气分析和泄漏检测等领域具有广泛应用。


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