Načelo delovanja infrardečega detektorja plina
Infrardeči detektor plina je običajno uporabljena naprava za zaznavanje plina, ki zaznava plin z merjenjem absorpcijskih značilnosti ciljnega plina v infrardečem spektralnem območju. Infrardeči detektorji plina imajo prednosti, kot so visoka natančnost, hiter odziv in dobra stabilnost, in se pogosto uporabljajo na področjih industrijskega in okoljskega spremljanja.
Načelo delovanja infrardečega detektorja plina je mogoče preprosto povzeti kot naslednje korake: vir infrardeče svetlobe ustvari infrardeči žarek, ki je zaznan s prenosom izmerjenega plina v plinski komori, nato pa doseže infrardeči detektor skozi infrardeči žarek. filter. Infrardeči detektor pretvori prejeti infrardeči svetlobni signal v električni signal, povezan s koncentracijo izmerjenega plina, nato pa ojača in obdela signal, da na koncu prikaže ali izpiše vrednost koncentracije.
Pri infrardečih detektorjih plina je vir infrardeče svetlobe ključna komponenta. Obstajata dva pogosto uporabljena vira infrardeče svetlobe: tip toplotnega sevanja in polprevodni tip. Viri infrardeče svetlobe tipa toplotnega sevanja običajno uporabljajo materiale, kot so grelne žice, oddajniki ali silicijevi karbidi, za oddajanje infrardečega sevanja z uporovnim segrevanjem. Polprevodni viri infrardeče svetlobe običajno uporabljajo infrardeče svetleče diode (IR LED) kot vire svetlobe, ki imajo prednosti, kot sta nizka moč in dolga življenjska doba.
Funkcija infrardečega filtra je selektivno oddajanje infrardeče svetlobe, medtem ko ščiti druge valovne dolžine svetlobe. V skladu z značilnostmi in zahtevami zaznavanja testiranega plina je mogoče izbrati različne valovne dolžine infrardečih filtrov. Infrardeči detektorji se uporabljajo za sprejemanje infrardeče svetlobe, ki se prenaša skozi filtre, in pretvorbo infrardečih svetlobnih signalov v električne signale za nadaljnjo obdelavo. Obstajata dva pogosto uporabljena infrardeča detektorja: fotoprevodni in termoelektrični. Fotoprevodni infrardeči detektorji običajno uporabljajo materiale, kot je HgCdTe, za pretvorbo infrardečih svetlobnih signalov s pomočjo fotoelektričnih učinkov. Termoelektrični infrardeči detektorji dosežejo pretvorbo signala z merjenjem temperaturnih sprememb, ki jih ustvarjajo infrardeči svetlobni signali.
Pri uporabi infrardečega detektorja plina je prvi korak potrditev absorpcijskih lastnosti izmerjenega plina proti infrardeči svetlobi. Stopnja, do katere različni plini absorbirajo določene valovne dolžine infrardeče svetlobe, je različna, zato je izbira ustreznih filtrov in detektorjev ključnega pomena. Drugič, potrebno je umeriti infrardeči detektor plina na ustrezen izmerjeni plin. Med postopkom kalibracije je potrebno zagotoviti vzorec izmerjenega plina z znano koncentracijo ter prilagoditi občutljivost in razpon instrumenta glede na signal, ki ga generira vzorec, da se zagotovi točnost rezultatov detekcije.
V praksi so infrardeči detektorji plina pogosto opremljeni z LCD zasloni ali digitalnimi vmesniki za vizualni prikaz rezultatov meritev. Obenem se lahko podatki s priklopom računalnikov ali naprav za zbiranje podatkov oddajajo tudi v sistem za obdelavo podatkov za evidentiranje in analizo. Poleg tega so nekateri napredni infrardeči detektorji plina lahko opremljeni tudi z alarmnimi napravami, ki lahko pravočasno sprožijo alarm, ko zaznajo nenormalne koncentracije plina, kar zagotavlja varnost.
Če povzamemo, infrardeči detektorji plina dosežejo zaznavanje plina z merjenjem absorpcijskih značilnosti ciljnih plinov znotraj infrardečega spektralnega območja. Njegov princip delovanja temelji na sinergističnem učinku vira infrardeče svetlobe, infrardečega filtra in infrardečega detektorja. Pri uporabi infrardečega detektorja plina je potrebno izbrati ustrezne filtre in detektorje glede na lastnosti merjenega plina ter kalibrirati in nastaviti ustrezno delovno območje in občutljivost.
