射量进入外壳120中。滤波组件匕133和匕135可以是干涉带通滤波器，其可被操作来滤出不关注的波长中的辐射。辐射可通过孔隙122接收、穿过透镜组件124和WDM滤波器126且导向至检测器128a、128b上。辐射可通过孔隙122接收且穿过WDM滤波器126且导向至检测器128a、128b上而产生给出入射于检测器128a、128b上的辐射强度的测量的信号。信号被处理以提取主动和参考的比率以确定目标气体是否存在。信号可通过接收器单元110上的无线收发器130或通过有线连接132传输至控制器134上的无线收发器136来进行处理、分析和/或报告。
[0033]在实施方式中，可使用在下文进一步讨论的成像和非成像光学组件来构造接收器单元110。非成像光学系统可被操作来使发射源与接收器之间的光能的传送最佳化。设计是基于以下的一些部分或组合:边缘光线原理；流线方法；同时多表面设计(SMS) ;Milano方法；复合抛物面聚光器；或科勒整合。集光率守恒是这些方法的特性。所有这些技术将为所属领域技术人员所熟悉。
[0034]例如，当接收器单元110包括非成像光学组件时，接收器单元110可包括一个或多个束成形光学元件140和142，其可被操作来改变束的形状(分布)或使辐射均质化，使得具有几乎均匀的照明分布的辐射提供至检测器128a、128b的光敏元件。束成形光学元件140和142可取决于接收器单元110内的组件的特定布置而布置于滤波器133和135的前面或后面或主动和参考光电二极管的前面。例如，几乎均匀的照明可具有组成分布宽度的大部分的顶帽状或平坦分布。各种光学元件可包括一个或多个束成形光学元件140和142，其包括(但不限于)科勒透镜、复眼式聚光器、微透镜阵列或微透镜均束器、刻面管和复合抛物面装置。还可使用其它合适束成形/均质化光学元件。下文说明描述了接收器单元，其具有科勒透镜以提供顶帽状照明分布。然而，这仅仅是示例性且下文对科勒透镜的任何参考可被上文讨论的适合束成形/均质化光学元件的任何一个所替代。
[0035]在实施方式中，可在单个收发器装置中提供与发射器单元105和接收器单元110关联的操作和功能。在实施方式中，发射器单元105和接收器单元110两者可以是单个收发器装置。在实施方式中，发射器单元105可以是单个收发器装置，其可被操作来将辐射沿着路径导向至反射装置，诸如回射器、具有适合自然反照率的(若干)物镜或其它合适反射
目.ο
[0036]通过非限制性实施例，在可燃碳氢化合物气体与光束在两个模块之间相交时，某些IR波长由气体吸收，但其它IR波长未被吸收。IR吸收量由碳氢化合物气体的浓度确定。位于接收器模块中的一个或多个光学检测器和关联的电子器件可测量吸收。相对于非吸收波长下的光的强度(参考信号)测量吸收光的强度(主动信号)的改变。微处理器计算气体浓度且将比率值转换为模拟或数字输出信号，接着所述信号传达至外部控制和通告系统。
[0037]例如，对于某些普通碳氢化合物气体，适合峰值吸收波长包括(但不限于)1.6 μηι、2.3 μπι和3.3 μπι。因此，对于根根据本教导的原理的将检测可燃碳氢化合物的设备的示例性实施方案，适合的是选择集中于1.6 μm、2.3 μm和/或3.3 μπι上或附近的第一和/或第二光谱带。然而，这只是示例性。对于碳氢化合物气体和对于非碳氢化合物气体两者，其它波长同样适合。第一和第二光谱带的中心波长因实施方案不同而显著变化。适于特定实施方案的精确波长灵敏性将取决于各种因素，其包括(但不限于)给定实施方案意在检测的气体的类型或若干类型。各种频宽可适合于第一和第二光谱带。在根据本教导的原理的将被调适来检测碳氢化合物气体的气体检测器的实施方案中，第一和第二光谱带可分别具有大约0.ΙΟμπι和0.30μπι的带宽。然而，这些带宽只是示例性。例如，对于某些替代实施方案，用于第一光谱带的大约30nm的带宽和用于第二光谱带的大约10nm的带宽可以是合适的。
[0038]本教导并非限于仅碳氢化合物气体的检测或仅可燃气体的检测。本教导的实施方案可适合于检测以不同于周围环境、氛围或气体的速率吸收IR辐射和/或使IR辐射透射的大体上任何气体。例如，本教导的某些实施方案可适合于检测对环境恶化造成危害的气体，诸如制冷剂或灭火剂。同样地，某些实施方案可适合于检测有毒或致癌气体，诸如工业副产品。更特定来说，本教导的实施方案可适合于检测包括(但不限于)氯化碳氟化合物(CFC)、硫化氢、卤素、溴、氰化氢等等的气体。此外，本教导的实施方案可适合于同时和独立地检测多于一种类型的气体。进一步来说，可使用被构造来允许使用不同波长下的多个信道进行检测的额外WDM滤波器来检测多个气体。
[0039]通过非限制性实施例的方式，计算机处理器可用于分析强度，其由检测器单元在所关注的波长下测量且由处理器与检测器单元在不发生IR的气体吸收的参考波长下检测的光的强度相比较。这个检测方法俗称差分光学吸收光谱法(DOAS)。这个DOAS方法论是一种确定所关注的气体的浓度的简单、便宜的方法。或者，再次使用计算机处理器，由检测器单元在所期望波长下于一段时间间隔内测量强度，其后额外地利用吸收相同波长的光的已知浓度气体的气体室在检测器单元处在相同波长下于一段时间间隔内测量光还可以用作一种确定所关注气体的浓度的方法论。这个检测方法俗称气体滤波相关辐射测量术(GFCr)。因为GFCr允许对已知浓度的所关注气体的测量的恒定参考，所以其具有提供改善型精度和准确性的可能性。
[0040]图2更详细地示出了根据本公开的实施方式的包括具有WDM滤波器的成像系统205的接收器单元110的示例组件。虽然图2图示接收器单元110的多种组件、模块和/或特征，但是所属领域技术人员将认识到这些组件、模块和/或特征是示例性且接收器单元110可包括任何数量和类型的组件、模块和/或特征。
[0041]如图2中所示，接收器单元110的光学组件可包括成像系统205，借以辐射210通过接收器单元110的孔隙122接收且成像至检测器或光电二极管235和250上。物镜215布置于接收器单元110内的孔隙122附近以将辐射210聚集和导向至光学元件220上。在实施方式中，光学元件220可以是波分多路复用(WDM)滤波器，其可被操作来通过波长使辐射210分离。例如，WDM滤波器可被操作来使辐射210分离为第一波长部分225和第二波长部分240。第一波长部分225反射通过第一滤波器230 (例如，参考滤波器)且至第一光电二极管235 (例如，参考光电二极管)上。第二波长部分240透射通过第二滤波器245 (例如，主动滤波器)且至第二光电二极管250 (例如，主动光电二极管)上。如在整个本公开中所使用，术语“主动”是指以下事实:由这个滤波器透射的红外辐射受将经由吸收检测的气体的存在所影响，然而术语“参考”是指以下事实:由这个滤波器透射的红外辐射不受将被检测的气体的存在所影响。在实施方式中，两个滤波器本身并不为气体类型或种类的识别或区别提供必要条件，即，检测器(光电二极管)将响应于在主动波长下吸收的任何气体而不会就哪种类型的气体已经横穿光束路径通知给用户。在实施方式中，滤波器可包括多于一个滤波器，其允许气体家族内的气体类型和气体量的识别。在实施方式中，WDM滤波器可被构造来允许不同波长下的多个信道检测多个气体。
[0042]关于成像系统205的布置，因为来自第一波长部分225的焦点285和290以及来自第二波长部分240的焦点295和297错过光电二极管235和250的主动区域，所以如果辐射从针对第一波长部分225的中心或零偏移位置275偏移了分别由255和270表示的±1°以及辐射从针对第二波长部分240的中心或零偏移位置280偏移了分别由293和296表示的±1°，那么辐射不能在接收器单元110的光电二极管235和250上接收且不可被操作来从光电二极管235和250解析信号。
[0043]图3示出了根据本公开的实施方式的包括具有分束器的非成像系统305的接收器单元110的示例组件。虽然图3图示接收器单元110的多种组件、模块和/或特征，但是所属领域技术人员将认识到这些组件、模块和/或特征是示例性且接收器单元110可包括任何数量和类型的组件、模块和/或特征。
[0044]如图3中所示，接收器单元110的光学组件包括非成像系统305，借以辐射310通过接收器单元110的孔隙122和物镜315接收且提供至检测器或光电二极管340和360。物镜315布置于接收器单元110内的孔隙122附近以将辐射310聚集和导向至光学元件320上。在实施方式中，光学元件320可以是分束器，其可被操作来使辐射310分离为第一或反射部分325和第二或透射部分345。在实施方式中，分束器可以是50/50分束器，其中入射于分束器上的辐射310可被均匀地分开以产生具有相等强度的第一或反射部分325和第二或透射部分345。第一或反射部分325导向通过第一滤波器330 (例如参考滤波器)和第一科勒透镜335 (例如参考科勒透镜)至第一光电二极管340 (例如参考光电二极管)上。第二或透射部分345导向通过第二滤波器350或主动滤波器和第二科勒透镜355 (例如主动科勒透镜)至第二光电二极管360 (例如主动光电二极管)上。场阑390可包括于第一滤波器330的进入面附近且场阑395可包括于第二滤波器350的进入面附近。场阑390和395可发挥作