DE19717145A1 - Verfahren zur selektiven Detektion von Gasen und Gassensor zu dessen Durchführung - Google Patents

Verfahren zur selektiven Detektion von Gasen und Gassensor zu dessen Durchführung

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Gassensor zur selektiven Gasdetektion, sowie zur Messung der entsprechenden Gaskonzentration unter Verwendung von Lichtstrahlen im nahen Infrarotbereich.
Für eine Vielzahl von Aufgaben im Bereich Sicherheit, Komfort und Umweltschutz besteht ein großer Bedarf an kostengünstigen und zuverlässigen Gassensoren. Insbesondere ist die Luft auf explosive, toxische oder dem Menschen unbehagliche Gaskonzen­ trationen zu überwachen. Die verbesserten Eigenschaften der heute erhältlichen DFB-Laserdioden (distributed feed back) können vorteilhaft in der optischen Gasdetektion im nahen In­ frarotbereich verwendet werden. Das Materialsysteme InGaAsP (Indium Gallium Arsenid Phosphid) erlaubt Laserdioden im Wel­ lenlängenbereich zwischen 1,1 und 2,0 µm herzustellen. Für die Gasdetektion eignen sich insbesondere die spektral einmo­ digen DFB-Laserdioden, die mittlerweile auch für Betriebstem­ peraturen bis zu 100°C hergestellt werden können. Auf der Seite der Gase existieren Moleküle, die Absorptionsbanden im nahen Infrarotbereich aufweisen. Hier sind beispielsweise zu nennen, H2O, CO, CO2, NH3, HF, CH4, HCl, NO2, O2.
Speziell wasserstoffhaltige Moleküle, wie z. B. Methan (CH4) zeigen eine relativ starke Absorption in diesem Wellenlängen­ bereich, was die technische Machbarkeit des Nachweises ver­ einfacht und somit die Anwendung von Laserdioden im nahen In­ frarotbereich zur Methandetektion favorisiert.
Für die Sicherheit im Umgang mit erdgasbetriebenen Feuerungs­ anlagen und Herden im häuslichen Bereich, sowie im Untertage­ bau und der Erdgasförderung und -Versorgung besteht ein Be­ darf an Methansensoren, die in der Lage sind, Methankonzen­ trationen weit unterhalb der Zündschwelle (5 Vol%) sicher zu detektieren. Dafür wird eine Nachweisschwelle zwischen 3 und 20% (entsprechend 0,15-1 Vol%) der unteren Zündgrenze gefor­ dert. Hierzu gilt folgende Norm: Electric apparatus for the detection of combustible gases in domestic premises, Eu­ ropäische Norm, Final Draft prEN 50194, May 1995. Genauso wichtig wie die sichere Detektion des Methans ist auch der Ausschluß von Fehlalarmen aufgrund von Störgasen oder auf­ grund von Alterungserscheinungen des Sensors. Daneben sind die Wartungsfreiheit und Langzeitstabilität der Kalibrierung für den Einsatz im Privathaushalt unerläßlich.
Die Methandetektion erfolgt derzeit im wesentlichen mit Fest­ körpersensoren. Gegenwärtig verfügbare Sensoren erfüllen die technischen Anforderungen zum Teil nur unzureichend. Pelli­ stor-Gasdetektoren, die auf der Basis einer katalytischen Verbrennung des Methans detektieren, sind anfällig gegen be­ stimmte Störgase, wie beispielsweise siliziumhaltige Gase. Durch die Störgase wird ein Empfindlichkeitsverlust bewirkt und somit die Detektionssicherheiten in Frage gestellt.
Zur Methandetektion werden auch Metalloxiddetektoren einge­ setzt. Das am häufigsten verwendete Material dafür ist Zinnoxid. Diese Sensoren sind generell querempfindlich gegen­ über anderen reduzierenden Gasen und auch gegen Luftfeuchtig­ keit, was zum Auslösen von Fehlalarmen führen kann. Reduzie­ rende Gase sind beispielsweise Alkohol, Propan/Buthan als Treibgas von Gasflaschen oder flüchtige organische Gase. Häu­ fige Fehlalarme führen jedoch dazu, daß Gaswarnungen nicht mehr Ernst genommen werden. Die Kombination einer Gasdetekti­ on mit einer automatischen Absperrung der Gaszufuhr im Alarm­ fall führt zur Verunsicherung und Verärgerung des Anwenders, wenn die Gasdetektion unzuverlässig ist und Fehlalarme auf­ treten.
Die wartungsfreie Lebensdauer der bekannten Festkörpersenso­ ren liegt zwischen einem und fünf Jahren. Die vom Markt ge­ forderte Lebensdauer für einen Methandetektor liegt aber bei mehr als 10 Jahren.
Neben den Festkörpersensoren wird auch die Infrarotabsorption in der Kohlenwasserstoffbande bei 3 µm Wellenlänge verwendet. Die Wellenlängenselektion erfolgt hierbei mit einem Interfe­ renzfilter. Wegen der gegenseitigen Überlagerung der Absorp­ tionsbanden der verschiedenen Kohlenwasserstoffe ist mit die­ sem Verfahren beispielsweise eine selektive Erfassung von Methan nicht möglich. In der Absorptionsmessung im nahen In­ frarotbereich (NIR) mit Laserdioden werden spezielle Schwer­ punkte gesetzt. In der Regel bezieht sich das Nachweisverfah­ ren auf kleinste Konzentrationen, verbunden mit aufwendigen Meßanordnungen. Hierbei sind die folgenden Literaturstellen zu nennen:
2 Y.Shimose, T. Okamoto, A. Maruyama, H. Nagai, Remote Sen­ sing of Methane Gas by Differetial Absorption Measurement Using a Wavelength Tunable DFB LD, IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 3, No. 1, January 1991, 86-87
3 Kiyoji Uehara, Hideao Tai, Remote detection of mehtane with a 1.66-µm diode laser, Applied Optics, 20 Febr. 1992, Vol. 31, No. 6, 809-814
4 R.U. Martinelli, R.J. Menna, D.E. Cooper, C.B. Carlisle, H. Riris, Near-Infrared InGaAs/InP Distributed-Feedback La­ sers for Spectroscopic Applications, Proc. SPIE- Int.Soc.Opt.Eng. (USA), Laser Diode Technology and Applicati­ ons VI, Vol 2148, 292-307, 1994.
Ein Aufbau für die Methandetektion mit Laserdioden in der zweiten Oberwellenbande von Methan bei 1,325 µm wurde angege­ ben von: 5 M.T. Pichery Les detecteurs de gaz domestiques par methode optique, Gaz d'aujourd'hui, N°6, 1996, 271-273. Darin wird wegen der geringen Absorptionsstärke in der zwei­ ten Oberwellenbande eine Mehrwegzelle mit großer Absorptions­ länge (größer als 1 m) benötigt. Bei diesem hier beschriebenen Aufbau steht ein kostengünstiger Aufbau eines derartigen Sen­ sors im Vordergrund.
Die Konzentrationsbestimmung von Gasen mit der Infrarottech­ nik beruht auf der Absorptionsmessung in den Vibrations- Rotationsbanden der Gase. Für die optische Absorption gilt das bekannte Lambert-Beersche Absorptionsgesetz:
I(v) = I0 . e -α(v)c.l
Darin bedeuten I0 die eingestrahlte Intensität, c die Gaskon­ zentration und α (µ) den wellenlängenabhängigen Absorptions­ koeffizienten. Die Absorption findet innerhalb der optischen Wellenlänge 1 statt. α (µ) setzt sich zusammen aus der Lini­ enstärke und dem Absorptionsprofil (Lorenzprofil bei Normaldruck).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und einen Gassensor zum selektiven Nachweis vorbestimmter Gase bereitzustellen, wobei die Anforderungen bezüglich der Nach­ weisgrenzen und der Zuverlässigkeit erhöht sind und der Sen­ soraufbau kostengünstig ist.
Die Lösung dieser Aufgabe geschieht durch den Anspruch 1 bzw. den Anspruch 11. Vorteilhafte Ausgestaltungen können den Un­ teransprüchen entnommen werden.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die schmal­ bandige Messung der Absorption mittels Laserlichtquellen die spektral aufgelöste Messung einzelner Absorptionslinien und damit die Selektion einer einzelnen Gaskomponente erlaubt. Im nahen Infrarotlichtbereich liegen die Oberwellen der Molekülschwingungen. Mit dem Materialsystem InGaAsP können Laserdi­ oden, die Licht in diesem Bereich emittieren, hergestellt werden. Der Bereich des nahen Infrarotlichtes reicht ungefähr von 0,65 bis 2 µm Wellenlänge. Die spektrale Linienbreite des Lasers beträgt weniger als 10 MHz und liegt damit bei dem 0,01-fachen der Halbwärtsbreite einer typischen Gasabsorpti­ onslinie. Die Abhängigkeit der Emissionswellenlänge der ge­ nannten Laserdioden von der Temperatur (typischer Weise 0,1 nm/K) bzw. vom Laserstrom wird dazu benutzt, das Spektrum von mindestens einer Absorptionslinie aufzunehmen. Liegen zwei Spektrallinien relativ nahe zusammen, so kann es sinnvoll sein, mehr als eine Linie aufzunehmen. Das Spektrum kann mit einer theoretischen Berechnung der Absorptionslinie vergli­ chen werden, wobei als wesentlicher Parameter aus dem Ver­ gleich die Gaskonzentration gewonnen wird. Diese Methode weist zwei wesentliche Vorteile auf. Zum einen entfällt eine Kalibrierung des Meßaufbaues mit Prüfgasen. Zum anderen ist dieses Verfahren in weiten Grenzen unabhängig von der Trans­ mission der Absorptionsstrecke (Meßstrecke), so daß Ver­ schmutzungen von optischen Fenstern keinen Einfluß auf das Meßergebnis haben.
Im folgenden werden anhand der begleitenden schematischen Fi­ guren Ausführungsbeispiele beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen kompakten Aufbau eines Methandetektors mit Laserdiode, Hohlspiegel und Photodetektor,
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 1,
Fig. 3a und 3b zeigen einen Methandetektor ohne fokussieren­ de Optikelemente mit gefaltetem und mit gestrecktem Aufbau,
Fig. 4 zeigt die Temperaturabstimmung der Laserwellenlänge mit einem Strompuls konstanter Amplitude.
Laserdioden weisen im allgemeinen eine stark divergente Ab­ strahlcharakteristik auf (Öffnungswinkel 10° bis 40°). Der hier beschriebene Methandetektor benötigt für die Messung der kleinsten geforderten Methankonzentration (beispielsweise 1500 ppm) eine Absorptionslänge (Meßstrecke) von weniger als 10 cm, wenn die Messung in der ersten Oberwellenbande bei 1,66 µm Lichtwellenlänge erfolgt. Der kompakte Detektoraufbau ergibt sich durch die Verwendung eines einzigen Hohlspiegels der das divergente Laserlicht auffängt und auf den Photode­ tektor 2 fokussiert. Dabei wird der Strahlengang zweimal durch das Meßgas 6 geleitet. Durch diesen Aufbau ergeben sich folgende Vorteile:
  • - Die Aufbaulänge wird durch die Faltung des Absorptions­ weges in erster Näherung halbiert.
  • - Gegenüber dem konventionellen Aufbau entfällt ein opti­ sches Element, wie beispielsweise eine Linse.
  • - Laser 1 und Photodetektor 2 können in einem gemeinsamen Gehäuse 4 untergebracht werden, was die Herstellung verbil­ ligt.
Das Laseraustrittsfenster wird in vorteilhafterweise nicht 1 : 1 auf den Photodetektor 2 abgebildet, sondern vergrößert, so daß nur ein Teil der Strahlung den Photodetektor 2 er­ reicht. Daraus ergeben sich folgende Vorteile:
  • - Die Justierung des Hohlspiegels wird vereinfacht.
  • - Eine Dejustierung der Optik während des Betriebes führt nicht zum Verlust des Signales.
  • - es können kleinflächige Photodioden verwendet werden, wobei der Betrieb im linearen Bereich der Kennlinie gewähr­ leistet wird, so daß Übersteuerungen vermieden werden.
Anstelle des Hohlspiegels kann auch eine diffus reflektieren­ de Oberfläche eingesetzt werden. Dabei muß der Photodetektor 2 derart angebracht sein, daß ein Anteil des reflektierten Lichtes auf seine Oberfläche trifft, wie es in Fig. 3a dar­ gestellt wird. Anstelle des gefalteten Aufbaus nach Fig. 3a kann auch ein gestreckter Aufbau ohne optische Elemente ange­ wandt werden, siehe Fig. 3b. Wesentliche Vorteile lassen sich jedoch mit dem Aufbau entsprechend Fig. 1 unter Verwen­ dung eines Hohlspiegels erzielen.
In einem Meßsystem das Laserdioden verwendet, wird häufig die Laserstrahlung in einen Meßzweig und in einen Referenzzweig aufgeteilt. Im Referenzzweig befindet sich ein Gas bzw. eine Gaszelle mit einer ausreichenden Konzentration der zu messen­ den Gaskomponente. Die Absorption in der Referenzzelle wird zur Wellenlängenstabilisierung der Laserdiode 1 auf die Gasabsorptionslinie benutzt.
Die Wellenlängenabhängigkeit der Laseremission von der Tempe­ ratur würde zunächst der Kontrolle der Lasertemperatur erfor­ dern, um eine vorbestimmte Lichtwellenlänge einzustellen. Im allgemeinen wird dazu der Laser auf einer Wärmesenke mit ei­ nem Peltierelement betrieben. Ein Temperaturfühler und ein Temperaturfühler halten die Lasertemperatur konstant. Die neuartigen DFB-Laserdioden erlauben einen Betrieb oberhalb der normalen Umgebungstemperaturen. Daher kann die Tempera­ turstabilisierung der Laserdiode 1 mit einer elektrischen Wi­ derstandsheizung anstelle eines Peltierelementes erfolgen. Diese Heizung kann auf dem Laserchip bzw. auf dessen Träger direkt realisiert werden. Die Temperaturmessung erfolgt vor­ zugsweise mit einem Metallschichtwiderstand, der auf der Oberfläche des Laserchips aufgebracht ist. Genausogut kann die Temperaturabhängigkeit der Laserdiodenkennlinie zur Tem­ peraturmessung benutzt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Methandetektor wird eine Referenz­ gaszelle direkt im Meßzweig angeordnet, so daß eine permanen­ te Vorabsorption stattfindet. Die Vorabsorption wird im Meß- system zur relativen Wellenlängeneichung herangezogen. Die zu messende Gaskonzentration wird aus dem Zuwachs der Absorption gewonnen. Dabei ist anzumerken, daß die Referenzzelle als ei­ genständige Küvette ausgeführt sein kann. Es ist jedoch vor­ teilhaft, das Gehäuse 4 derart zu gestalten, daß eine Refe­ renzgaszelle mit dem entsprechenden Referenzgas 5 im Gehäuse integriert ist. Entsprechend Fig. 1 ist ein Hohlraum vorge­ sehen, indem ein Referenzgas mit Methan beinhaltet ist, so daß eine Wellenlängeneichung möglich ist. Die dadurch ständig vorhandene Absorption aufgrund des Vorhandenseins von Methan muß bei der Gesamtabsorption berücksichtigt werden. Alterna­ tiv zu dem Referenzgas 5, das einen Anteil des zu detektie­ renden Gases (Meßgas 6) enthält, kann auch eine benachbarte atmosphärische Absorptionslinie von beispielsweise H2O oder CO2 zur Wellenlängeneichung herangezogen werden.
In den Fig. 1, 2 und 3a und 3b werden Einzelheiten von Gassensoren dargestellt, wie beispielsweise die Laserdiode 1, der Photodetektor 2, der Hohlspiegel 3, das Gehäuse 4, ein Referenzgas 5, ein Meßgas 6, eine Meßstrecke 8 und eine dif­ fus reflektierende Oberfläche 7. Entsprechend Fig. 1 weist ein erfindungsgemäßer Gassensor eine sehr geringe Baugröße aufgrund der Faltung des Strahlenganges durch das Meßgas 6 auf. Der Hohlspiegel 3 sorgt für entsprechende Fokussierungen der Strahlengänge. Das Referenzgas 5 ist in einer im Gehäuse 4 integrierten Referenzgaszelle untergebracht und umgibt die Laserdiode 1 und den Photodetektor 2.
Das Verfahren bzw. die Durchstimmung der Laserdiodentempera­ tur wird anhand der Fig. 4 beschrieben. Die Durchstimmung der Laserdiodentemperatur zur Spektralmessung kann auf ver­ schiedene Art und Weisen geschehen. Erfindungsgemäß wird die Wellenlängenabhängigkeit der Laserdiode 1 von der Laserdi­ odenbetriebstemperatur ausgenutzt. Diese Temperatur wird ent­ weder durch einen externe Heizung mit einer entsprechenden Regelung oder durch den Laserstrom selbst bewirkt. Bei dem beschriebenen Methandetektor erfolgt die Durchstimmung der Temperatur durch Anlegen eines konstanten Stromes zu einem Zeitpunkt t0 an die Laserdiode entsprechend Fig. 4. Bedingt durch die Energiedissipation im Bahnwiderstand der realen Di­ ode erwärmt sich der Laser. Die Geschwindigkeit der Tempera­ turänderung hängt dabei von der zugeführten Leistung, der Wärmekapazität des Chips und dem Wärmeübergangswiderstand zur Umgebung ab. Während des Temperaturanstieges wird die spek­ trale Messung durchgeführt. Wird simultan die Laserchiptempe­ ratur gemessen, so erübrigt sich eine externe Temperaturrege­ lung. Die Messung wird dann beim Erreichen der Startemperatur Ta (die einer bestimmten Lichtwellenlänge entspricht) ini­ tiert und bei Erreichen der Stoptemperatur Tc beendet.
Liegt ein lernfähiges System vor, so kann auf eine ständig begleitende Temperaturmessung verzichtet werden, da beispiels­ weise die Laserdiode mit dem Strom über den maximalen Tempe­ raturbereich durchgestimmt wird. Anhand der gemessenen Re­ fernzabsorption und dem bekannten Kennlinienfeld der Laserdi­ ode kann der entsprechende Meßbereich mit den Grenzen der Startzeit ta und der Stopzeit te festgelegt werden. Die Absorp­ tionslinie liegt dann im Meßfenster. Eine Abweichung von der idealen Lage der Absorption infolge einer Änderung der Umge­ bungstemperatur kann von einer Messung zur nächsten durch An­ passung der Start- bzw. Stopzeiten fortlaufend korrigiert werden.
Die drei zusammenhängende Diagramme der Fig. 4 zeigen, daß die Laserdiode 1 innerhalb der Zeitgrenzen t0 und te mit einem konstanten Strom betrieben wird. Innerhalb der Zeitgrenzen ta und te liegt die Meßzeit. Eine Messung dauert beispielsweise 1 Sekunde und wird beispielsweise alle 30 Sekunden wieder­ holt. Aufgrund der Temperaturabhängigkeit der Emissionswel­ lenlänge des Lasers wird in dem Zeitfenster ta - te die Laser­ temperatur von Ta auf Te steigen. Dieser Bereich für das Durchstimmen der Lasertemperatur wird erfindungsgemäß auf ei­ ne oder mehrere ausgewählte Spektrallinien des zu messenden Gases gelegt. Somit ist gewährleistet, daß bei vorhandenem Meßgas 6 die Spektrallinie bzw. beim Einsatz eines identi­ schen Referenzgases eine Absorptionsdifferenz in Form einer Intensitätverminderung des empfangenen Lichtes detektierbar ist. Nachdem die spektrale Linienbreite des Lasers um das 100-fache geringer ist als die Halbwertsbreite einer typi­ schen Gasabsorpitonslinie (Spektrallinie) kann die ausgewähl­ te Spektrallinie sehr genau abgetastet bzw. gescannt werden. Die Laserdiode 1 wird dabei oberhalb der Raumtemperatur be­ trieben, so daß sie von der Stoptemperatur Te bis zum näch­ sten Meßzyklus wieder abkühlen kann. Somit ist ein minimaler Abstand der Starttemperatur Ta zur Raumtemperatur notwendig. Eine Raumtemperaturgrenze nach oben hin besteht durch die ma­ ximale Betriebstemperatur einer Laserdiode 1, oberhalb der keine Lichtemission mehr stattfindet. Da Weiterentwicklungen bei den Laserdioden regelmäßig stattfinden, wird lediglich darauf hingewiesen, daß derzeit Laserdioden mit einer maxima­ len Betriebstemperatur von mehr als 100° verfügbar sind. Nachdem mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit dem ent­ sprechenden Gassensor Gaskonzentrationen auf der Grundlage der Absorptionsmessung geschieht, kann zusätzlich zur be­ schriebenen Funktion auch die Funktion eines Rauchmelders übernommen werden, wenn innerhalb kurzer Zeit eine übermäßige Abnahme der Gesamttransmission auftritt. Zu diesem Zweck wird die schnelle Änderung der Gesamttransmission der Absorptions­ strecke ausgewertet.
Das Verfahren läßt sich aufgrund der Eigenschaften von Methan gut durchführen. Genausogut kann jedoch die Detektion anderer Gase im nahen Infrarotbereich geschehen.
Literaturblatt
  • 1) Electric apparatus for the detection of combustible gases in domestic premises, Europäische Norm, Final Draft prEN 50194, May 1995,
  • 2) Y. Shimose, T. Okamoto, A. Maruyama, H. Nagai, Remote Sensing of Methane Gas by Differential Absorption Measurement Using a Wavelength Tunable DFB LD, IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 3, No. 1 January 1991, 86-87,
  • 3) Kiyoji Uehara, Hideao Tai, Remote detection of methane with a 1.66-µm diode laser, Appl. Optics, 20 Febr. 1992, Vol. 31, No. 6, 809-814,
  • 4) R.U. Martinelli, R.J. Menna, D.E. Cooper, C.B. Carlisle, H. Riris, Near-Infrared InGaAs/InP Distributed-Feedback Lasers for Spectroscopic Applications, Proc. SPIE-Int.Soc.Opt. Eng. (USA), Laser Diode Technology and Applications VI, Völ. 2148, 292-307, 1994,
  • 5) M.T. Pichery Les detecteurs de gaz domestiques par methode optique, Gaz d'aujourd'hui, N°6, 1996, 271-273.
Bezugszeichenliste
1
Laserdiode
2
Photodetektor
3
Hohlspiegel
4
Gehäuse
5
Referenzgas
6
Meßgas
7
Difus reflektierende Oberfläche
8
Meßstrecke
t0
Einschaltzeit
ta
Startzeit
te
Stopzeit
Ta
Starttemperatur
Te
Stoptemperatur

Claims (12)

1. Verfahren zur selektiven Detektion von Gasen im nahen In­ frarotbereich und zur Messung einer Gaskonzentration durch Lichtabsorbtion, bestehend aus folgenden Schritten:
  • - von einer DFB-Laserdiode (1) in eine Meßstrecke ausgesandtes Licht im nahen Infrarotbereich wird von einem Fotodetektor (2) empfangen,
  • - die DFB-Laserdiode (1), wird bei Temperaturen betrieben, die oberhalb der Raumtemperatur liegen und mindestens 40°C betragen,
  • - mindestens eine Spektrallinie des Spektrums des zu detektierenden Gases wird ausgewählt und eine Laserdiode (1) mit einer korrespondierenden Emissionswellenlänge wird eingesetzt,
  • - zur Spektralmessung wird die Laserdiodentemperatur durchgestimmt, so daß die entsprechende zu detektierende ausgewählte Spektrallinie durch die betriebstemperatur­ abhängige Emissionswellenlänge abgetastet wird, und
  • - eine Absorption bzw. eine Absorptionsdifferenz im Bereich der Spektrallinie wird zur Detektion und zur Messung der Gaskonzentration ausgewertet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Änderung der Betrieb­ stemperatur der Laserdiode (1) durch eine elektrische Wider­ standsheizung geschieht, die sich direkt im Laserchip oder an dessen Träger befindet.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Erwärmung des Laserchips beim Einschalten des Laserstro­ mes zur Durchstimmung der Temperatur herangezogen wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Absorption in einem Referenzgas zur Wellenlängeneichung verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, worin sich das Referenzgas di­ rekt in der Meßtrecke befindet, so daß eine permanente Vor­ absorption stattfindet.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, worin eine Spektrallinie eines vom Meßgas (6) unterschiedlichen Gases zu einer Wellenlängeneichung herangezogen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-6, worin eine Refe­ renzgasmessung eine Temperaturmessung erübrigt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin zur Detektion von Methan die Messung in der Absorptionsbande von Methan bei 1,65 µm Lichtwellenlänge durchgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin eine übermäßige Abnahme der Gesamttransmission zusätzlich für den Zweck einer Rauchmeldung ausgenutzt wird.
10. Gassensor zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-9, bestehend aus einem einzigen Gehäuse (4) mit in dessen Innenraum an der gleichen Seite benachbart ange­ brachter Laserdiode (1) und Fotodetektor (2), wobei der Strahlengang des von der Laserdiode (1) emittierten Lichtes über einen gegenüberliegenden Hohlspiegel auf den Fotodetek­ tor (2) geleitet wird.
11. Gassensor nach Anspruch 10, worin im Gehäuse (4) ein Be­ reich für ein Referenzgas vorgesehen ist, durch den die Lichtstrahlen hindurchgeführt werden.
12. Gassensor nach Anspruch 10 oder 11, worin die Abbildung des Laseraustrittsfensters am Laserchip im Verhältnis zur Fläche des Fotodetektors (2) derart ausgelegt ist, daß nur ein Teil des Lichtes den Detektor trifft.
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