Az infravörös gázérzékelő működési elve
Az infravörös gázdetektor egy általánosan használt gázérzékelő eszköz, amely a célgáz abszorpciós jellemzőinek infravörös spektrális tartományon belüli mérésével éri el a gázérzékelést. Az infravörös gázérzékelőknek olyan előnyei vannak, mint a nagy pontosság, a gyors reagálás és a jó stabilitás, és széles körben használják az ipari és a környezeti felügyelet területén.
Az infravörös gázdetektor működési elve egyszerűen a következő lépésekben foglalható össze: az infravörös fényforrás infravörös sugarat hoz létre, amelyet a mért gáz gázkamrában történő továbbításával érzékel, majd infravörösön keresztül éri el az infravörös detektort. szűrő. Az infravörös detektor a vett infravörös fényjelet a mért gáz koncentrációjához kapcsolódó elektromos jellé alakítja, majd felerősíti és feldolgozza a jelet, hogy végül megjelenítse vagy kiadja a koncentrációértéket.
Az infravörös gázdetektorokban az infravörös fényforrás kulcsfontosságú alkatrész. Két általánosan használt infravörös fényforrás létezik: a hősugárzás típusú és a félvezető típusú. A hősugárzás típusú infravörös fényforrások általában olyan anyagokat használnak, mint a fűtőszálak, emitterek vagy szilícium-karbidok, hogy infravörös sugárzást bocsátanak ki ellenállásfűtés révén. A félvezető infravörös fényforrások jellemzően infravörös fénykibocsátó diódákat (IR LED) használnak fényforrásként, amelyek előnyei, például az alacsony teljesítmény és a hosszú élettartam.
Az infravörös szűrő feladata, hogy szelektíven továbbítsa az infravörös fényt, miközben leárnyékolja a többi hullámhosszú fényt. A vizsgált gáz jellemzőinek és észlelési követelményeinek megfelelően különböző hullámhosszú infraszűrők választhatók. Az infravörös detektorok a szűrőkön keresztül továbbított infravörös fény vételére szolgálnak, és az infravörös fényjeleket elektromos jelekké alakítják a későbbi feldolgozáshoz. Két általánosan használt infravörös detektor létezik: fotovezető és termoelektromos. A fényvezető infravörös detektorok általában olyan anyagokat használnak, mint a HgCdTe, hogy az infravörös fényjeleket fotoelektromos effektusokkal alakítsák át. A termoelektromos infravörös detektorok az infravörös fényjelek által keltett hőmérsékletváltozás mérésével valósítják meg a jelátalakítást.
Infravörös gázdetektor használata esetén az első lépés a mért gáz infravörös fény irányába történő elnyelési jellemzőinek megerősítése. A különböző gázok adott hullámhosszú infravörös fény elnyelési foka változó, ezért a megfelelő szűrők és detektorok kiválasztása kulcsfontosságú. Másodszor, kalibrálni kell az infravörös gázérzékelőt a megfelelő mért gázra. A kalibrálás során a mért gázból ismert koncentrációjú mintát kell szolgáltatni, és a minta által generált jel alapján be kell állítani a műszer érzékenységét és tartományát, hogy biztosítsuk a detektálási eredmények pontosságát.
A gyakorlati alkalmazásokban az infravörös gázérzékelőket gyakran LCD képernyővel vagy digitális interfésszel szerelik fel a mérési eredmények vizuális megjelenítésére. Ugyanakkor számítógépek vagy adatgyűjtő eszközök csatlakoztatásával adatokat is ki lehet adni az adatfeldolgozó rendszerbe rögzítésre és elemzésre. Ezenkívül egyes fejlett infravörös gázérzékelők riasztóberendezésekkel is felszerelhetők, amelyek időben riaszthatnak, ha rendellenes gázkoncentrációt észlelnek, ezzel biztosítva a biztonságot.
Összefoglalva, az infravörös gázdetektorok úgy érik el a gázérzékelést, hogy mérik a célgázok abszorpciós jellemzőit az infravörös spektrális tartományon belül. Működési elve az infravörös fényforrás, az infravörös szűrő és az infravörös detektor szinergikus hatásán alapul. Infravörös gázdetektor használatakor a mért gáz jellemzői alapján kell kiválasztani a megfelelő szűrőket és detektorokat, valamint kalibrálni és beállítani a megfelelő működési tartományt és érzékenységet.
