激光传感器的工作原理及优点

激光是原子受激辐射的光：当原子中的电子吸收能量后，从低能级转移到高能级，再从高能级转移到低能级时，释放的能量以光子的形式释放。被引诱(激发)的光子束(激光)具有高度一致的光子光学特性。因此，与普通光源相比，激光具有良好的方向性。

激光通过被测气体的光强衰减基于朗伯-比尔定律，即被测成分吸收特定波长的光，吸收强度与成分浓度成正比，通过测量气体对激光的衰减来测量气体浓度。

关键技术是可调半导体激光吸收光谱法(TDLAS)，是利用半导体激光的波长调节特性和待测气体选择性吸收检测激光浓度的技术。

具有灵敏度高、实时、动态、多组分同时测量的优点。

其原理是在驱动电流的调制下BSS123LT3，可调半导体激光发射特定波长的激光。随着注入周期性电流的调制，激光波长发生周期性变化，使激光中心的波长调整到待测气体的吸收谱线，并有选择性地吸收，然后利用被气体吸收的光谱强度信号反映待测气体的浓度。

由于半导体激光器的高单色性，可以通过待测气体分子的孤立吸收谱进行测量，避免了不同分子光谱的交叉干扰，从而准确识别待测气体。

1.与电化学或热催化传感器相比，激光传感器的优点是什么？

电化学/热催化传感器通常是直接接触气体的敏感元件。它是一种消耗性传感器，通过化学反应产生热或电进行检测。因此，随着检测气体频率和浓度的增加，电化学/热催化传感器的使用寿命将缩短。由于基于化学反应，电化学/热催化传感器对同类气体反应，没有唯一的选择，往往会导致误报警。由于化学反应对湿度、温度、压力和环境气体非常敏感，电化学/热催化传感器往往会因各种原因导致零点漂移，使校正周期极短。频繁的校正大大提高了低成本购买的传感器的使用成本。

激光传感器是一种光学探测器，不需要与气体直接接触，因此不会中毒或老化。同时，激光传感器在常压下不受压力和湿度变化的影响，无需调整。

2.与固态传感器相比，激光传感器的优点是什么？

无交叉灵敏度，不受环境参数的影响：固态传感器对湿度敏感，通常对有毒气体选择性差。此外，氧含量的变化会导致读数不可靠。在高气体浓度环境中，零气体读数和灵敏度会发生不可逆转的变化。

相反，激光传感器不直接接触被测气体，其他气体的交叉灵敏度、湿度和氧含量对激光传感器的影响几乎为零。

低功耗：固态传感器的操作需要在持续高温下进行，导致功耗巨大，不适合便携式设备。激光传感器具有功耗低的优点。

3.与红外传感器相比，激光传感器的优点是什么？

光与分子相互作用的原理是相同的。

但激光传感器采用近红外激光技术，红外传感器采用中红外光源和滤波器技术，但中红外区水分子吸收特性强，红外传感器耐湿性差；

此外，红外传感器光源信号较弱，通常需要标准气室和检测气室之间的差异才能取出有效信号。因此，气室结构复杂，抗震能力弱。激光传感器对水蒸气没有感应，抗震能力优异。

与红外传感器相比，激光传感器响应速度快，抗湿，抗震能力强，工作稳定可靠。