我國是世界上產煤大國，同時也是煤礦安全生產形勢最為嚴峻的國家之一。在煤礦事故的防治工作中，CH4、CO2、CO是主要的監測對象。為了預防與控制事故的發生，最大限度地減少人員傷亡事故，在線實時準確的監測CH4、CO2、CO濃度已成為客觀需求。隨著光譜吸收技術的發展，紅外光譜吸收技術在氣體檢測方面的優勢日益凸顯。

紅外光譜吸收技術是目前一種比較先進的分析技術，具有快速、準確、穩定性好等特點?；诖思夹g的CH4、CO2、CO傳感器具有檢測精度高、響應速度快、檢測范圍廣、性能穩定、不受檢測環境中其他氣體的感染、無有害氣體中毒現象、壽命長等特點，越來越受到煤礦及其他工業安全領域的青睞。

一、CH4、CO2、CO的紅外吸收光譜

氣體的特征吸收與光的波長有關，即氣體對光的波長有選擇性。在被測氣體的光吸收過程中，不同的氣體物質體現出不同的吸收峰和不同的吸收譜，其決定了用氣體光譜吸收法測量的選擇性和鑒別性。以CH4為例，紅外光譜吸收檢測技術選取的CH4氣體特征吸收譜線位于近紅外區域。

二、紅外光譜吸收氣體檢測技術的優缺點

1、優點

1）檢測精度高。紅外檢測和光干涉檢測都是通過光對氣體物理量進行檢測，不受氣體流速的影響。

2）量程范圍寬?？筛呔鹊臋z測0~100%的CH4、CO2、CO氣體。而催化燃燒式傳感器一般只能檢測0~4%左右。

3）反應靈敏度高。同一環境下相應速度明顯快于催化燃燒式傳感器。由于催化燃燒式傳感器工作過程中要消耗CH4氣體，在低流速狀態下靈敏度會明顯低于非分光紅外光譜吸收檢測法。

4）選擇性好。對于混合氣體檢測時，各種氣體吸收各自對應頻率的特征頻率光譜，是互相獨立、互不干擾的。這位混合氣體中某種特定氣體濃度的檢測提供了條件。

三、紅外氣體分析儀在煤礦生產中的應用

隨著紅外光譜吸收檢測技術的不斷發展，近年來出現一種利用濾光片實現非分光紅外光譜吸收監測技術，基于差分吸收方式來實現測量儀器的小型化和低功耗、低成本，并在煤礦監測領域得到推廣應用。

紅外光源發出的紅外光經過充有待測氣體的氣室后到達兩片中心波長不同的濾光片，測量濾光片允許目標氣體特征吸收波長的光通過，參比濾光片允許不可能被目標氣體吸收的紅外光通過（作為環境因素影響的補償），經過濾光片篩選的紅外光分別到達紅外線探測元件轉換為電信號。

光經過探測氣室由于目標氣體對特征波長的吸收，探測元件接收的剩余特征光能量有所減小，從而輸出的電信號會隨濃度而改變，而參考元件輸出的信號不會改變，并且參考通道信號的引入可有效補償由于光源衰減、器件老化、氣室污染、溫度改變等因素引起的探測元件信號變化，從而實現目標氣體濃度的準確測量及長期穩定性。

                                            

天禹紅外煤氣成分及熱值分析儀采用進口NDIR非分光紅外傳感器，長壽命電化學傳感器和基于MEMS的熱導傳感器，運用先進的數字處理技術，可同時在線測量煤氣、生物燃氣中CO、CO₂、H₂、O₂、CH₄、CnHm等六種氣體的體積濃度，根據氣體濃度值快速準確計算出相應的熱值。

四、結語

非分光紅外氣體檢測技術（NDIR）是目前最為成熟的基于光譜吸收原理的氣體檢測技術?；贜DIR的氣體分析儀器越來越受到工業安全領域的關注，其紅外CH4傳感器、紅外CO2傳感器、紅外CO傳感器具有監測精度高、調校周期長等有限，已成為煤礦氣體檢測技術的主流。

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