CO分子在4.6 μm 具有最强吸收峰, 以此作为气体吸收的中心波长, 结合光源EMS200光源的发光特性, 设计开放式的球面反射镜气室, 采用单探测器双通的结构, 研制了一种中红外差分式CO检测仪。利用模拟混合气站配备标准的CO气体浓度, 对该仪器的相关性能开展研究。研究表明: 仪器分辨率为20 ppm(1 ppm=10-6), 最低检测下限为18 ppm。CO浓度在30~1 500 ppm范围内, 其测量误差不超过8.5%。与激光光谱技术的CO检测仪相比, 该系统采用脉冲红外热光源, 其性价比高; 采用开放球面反射镜气室, 光路简单易于实现。所以该CO检测仪在煤矿开采、环境监测、石油化工等领域具有较高的实际应用价值。

为了能高灵敏度地检测CO2气体的体积分数, 基于红外光谱吸收原理, 设计了一种以9m长的空芯光子晶体光纤作为传感单元的CO2气体传感器。利用该传感器测量了不同体积分数的CO2在同一吸收波长下的吸收光谱图。结果表明, 气体的吸收光强和气体的体积分数之间呈线性变化, 与比尔-朗伯定律一致; 传感器的灵敏度可达4.389×10-5W。可通过加长光子晶体光纤的长度, 来增加气体吸收的有效距离, 使传感系统获得较高灵敏度。

鉴于红外吸收法检测甲烷气体浓度时，误差的补偿是提高检测精度的核心。通常采用各种差分吸收技术来进行误差的补偿，减少各种干扰。基于红外差分检测原理，设计一种双波长差分甲烷传感器。利用旋转滤光盘控制滤波和光的通过，使测量光和参考光分时通过光路，实现了单光源单光路单探测器结构，消除了光源功率波动、光路损耗以及探测器的不稳定带来的误差，提高了检测精度。实验表明，在0～6%浓度范围内，该传感器最大相对误差小于1%。

探测系统的光源选择为垂直腔面发射激光器, 选定水汽在1.854 μm的吸收峰。系统自动在直接测量法与谐波测量法之间切换, 能够适应高低湿度环境。在低湿度环境检测中, 利用二次谐波与一次谐波的比值来定标湿度, 有效去除了光源不稳定对测量带来的影响; 过采样的A/D转换结合数字锁相放大(DLIA)技术, 提高了检测精度。系统通过以太网接口, 可以实现远程数据采集。

基于气体在其特征吸收波长下光的吸收随浓度变化的原理， 通过对甲烷气体红外吸收光谱的分析， 设计了一套检测甲烷气体浓度的多点光纤传感网络。 该系统采用分布反馈式半导体激光器（DFB LD）作为光源， 高灵敏度、 低噪声的InGaAs PIN作为光电探测器， 结合空分复用技术复用了16个甲烷气体传感器， 采用滤波、 前置放大等电路对微弱信号进行处理， 经PCI数据采集卡采集各路信号后， 再用软件编写程序对采集信号进行快速傅里叶变换等分析。 研究表明， 该网络各传感器的灵敏度均达到200　ppm(μｇ·mL-1)， 长时间的精确度和稳定性均可满足实际要求， 单个传感器的响应时间小于2 s， 系统巡检一周的时间小于32 s。 通过理论分析得出， 该系统各传感器可放置于离地面20公里以上的矿井中， 且该系统可在多场合进行多点的实时检测。

利用红外吸收原理,研制一种测量1.33μm波段甲烷浓度的测试仪.该仪器的特点是测量时不受其他气体成份影响,体积小,精度高,采用数字显示,操作简单,适合野外条件下使用.