矿用无线传感器中的红外光学技术！

矿用无线传感器中

红外光学的应用

——矿井安全监测中的关键技术

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红外光学

矿用无线传感器中的红外光学技术，就像一双“看不见的眼睛”，持续监测着井下环境....

红外光是波长介于0.75微米到1000微米之间的电磁波，位于可见光（0.38~0.75μm）与微波（>1mm）之间。因其不可见性、与物质分子振动的强耦合特性，在各个领域又无法替代的价值。

肉眼无法看见，但它有一个关键特性：不同气体会吸收特定波长的红外光。矿用传感器中，甲烷会烈吸收3.3微米的红外光；二氧化碳则对4.26微米的红外光“情有独钟”。

传感器内置红外光源，发射目标气体对应的特征波长光；当光线穿过待测气体后，部分被吸收，剩余光线被探测器接收；然后传感器通过计算光强度的衰减程度，即可推算出气体浓度。

矿井里的“隐形信使”——红外光学原理

Infrared Optics Principle

红外光可检测ppm级（百万分之一）浓度；且无需化学反应，寿命也长达5年以上。

矿用无线传感器的红外部分，简单来说主要有两大核心部件 —— 红外发射器和红外接收器。

红外接收器

红外发射器就像是一个 “小灯泡”，不过它发出的不是咱们能看见的光，而是特定波长的红外光。它得依靠稳定的电源驱动，才能持续不断地把红外光信号发射出去，就好比给矿井下的环境探测先打出一束无形的 “探照光”。

红外发射器

红外接收器，就好比一个超级敏感的 “小耳朵”，专门用来捕捉那些微弱的红外光信号。它内部有特殊的半导体材料，当红外光照射到上面，就会引发材料内部电子的活动，进而产生微弱的电信号，这个电信号就像是带着矿井环境信息的 “密信”，后续经过一系列电路处理，就能被解读出有价值的监测数据了。

矿用无线激光甲烷传感器为例

传感器内置“红外光发射器+接收器”，中间是气体流动的通道。当特定波长的红外光穿过气体时，甲烷等气体会像海绵吸水一样“吃掉”部分光线，接收器通过计算“光线损失量”就能反推浓度。

优势：传统催化燃烧式传感器容易中毒失效，而红外传感器寿命长、免维护，精度可达0.1%VOL（百万分之一），连微量泄漏都能检测出来。

从检测致命瓦斯到守护矿工生命线，红外光学技术正以“看不见”的方式，为矿山安全竖起一道“光之盾”。