圖4-4是電容麥克型紅外吸收式氣敏傳感器結(jié)構(gòu)圖。它包括兩個(gè)構(gòu)造形式完全相同的光學(xué)系統(tǒng):其中一個(gè)紅外光入射到比較槽,槽內(nèi)密封著某種氣體;另一個(gè)紅外光和入射到測(cè)量槽,槽內(nèi)通入被測(cè)氣體。兩個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的光源同時(shí)(或交替)以固定周期開閉。當(dāng)測(cè)量槽的紅外光照射到某種被測(cè)氣體時(shí),根據(jù)氣體種類的不同,將對(duì)不同波長(zhǎng)的紅外光具有不同的吸收特性。同時(shí),同種氣體而不同濃度時(shí),對(duì)紅外光的吸收量也彼此相異。因此,通過測(cè)量槽紅外光光強(qiáng)變化就可知道被測(cè)氣體的種類和濃度。因?yàn)椴捎脙蓚€(gè)光學(xué)系統(tǒng),所以檢出模內(nèi)的光量差值將隨被測(cè)氣體種類的不同而不同。同時(shí),這個(gè)差值對(duì)于同種被測(cè)氣體而言 ,也會(huì)隨氣體濃度的升高而增加。由于兩個(gè)光學(xué)系統(tǒng)以一定周期開閉 ,因此光量差值以振幅形式輸入到檢測(cè)器。

檢測(cè)器也是密封存有一定氣體的容器。兩種光量振幅的周期性變化,被檢測(cè)器內(nèi)的氣體吸收后,可以變?yōu)闇囟鹊闹芷谛宰兓?而溫度的周期性變化最終體現(xiàn)為豎隔薄膜兩側(cè)的壓力變化而以電容量的改變量輸出至放大器。

圖4-5的量子型紅外光敏元件取代了圖4-4中的檢測(cè)器,它可以直接把光量變?yōu)殡娦盘?hào);同時(shí)光學(xué)系統(tǒng)與氣體槽也都因合二為一,而大大簡(jiǎn)化了傳感器的構(gòu)造。這種構(gòu)造的另一特點(diǎn)是可以通過改變紅外濾光片而提高量子型紅外光敏元件的靈敏度和適合其紅外光譜響應(yīng)的特性,也可以通過改換濾光片來(lái)增加被測(cè)氣體種類和擴(kuò)大測(cè)量氣體的濃度范圍。