如何确定光学气室的尺寸？

1.光学气室内直径的确定

根据上述光路气室结构设计，探测器与光源均在同平面内，红外气室内直径的尺寸理论上是越小越好，因为内直径越小，红外光损失就越小，并且传感器的响应时间就越短。因此红外气室内直径的尺寸在满足红外光源、热释电探测器封装尺寸的前提下应该做到最小。

2.光学气室长度的确定

气室越长甲烷气体对红外光的吸收越充分。同时红外气室的长度还需要根据待测气体的种类、传感器测量范围、传感器的灵敏度和分辨率等决定。综合考虑红外气室的集成化、便携性以及红外光损耗等方面的因素，气室长度不宜太长，所在能满足传感器性能的前提下应该做到最短^[112]。

本书的设计中红外瓦斯传感器需要分辨出100×10^-6浓度的甲烷，即该传感器需能检测到体积浓度为0.01%的甲烷气体。表4-2所示为在正常环境下，红外气室内径为10mm不同气室长度对0.01%浓度甲烷气体检测数据。(www.xing528.com)

表4-2 不同长度气室性能测试（单气体检测）

气室长度若是太短则其分辨率不能达到目标要求，检测不出此时的甲烷浓度；传感器的响应时间会随着气室长度的增大而变长，由4-2表可以看出，当气室长度取70～120mm范围时能达到分辨率和响应时间的均衡。同时气室各部分间采用可拆的结构：红外光源罩、气室中腔、探测器底座各部分间通过螺钉来连接，根据检测要求的不同可以更换不同长度的气室中腔，大大节省了成本并且做实验时因为只需更换气室中腔，而光源和探测器并未变换实验误差也会更小。