Az infravörös gázdetektor 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 detektálási követelményeinek megfelelően különböző hullámhosszú infraszűrők választhatók. Az infravörös detektorok 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 effektusokon keresztül alakítsák át. A termoelektromos infravörös detektorok az infravörös fényjelek által generált hőmérséklet-változások 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 biztosítani, 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 a rendellenes gázkoncentráció észlelésekor időben riaszthatnak, így 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.
