Ključno načelo delovanja infrardečih detektorjev plina
Infrardeči detektor plina je običajno uporabljena naprava za zaznavanje plinov, ki zaznava pline z merjenjem absorpcijskih značilnosti ciljnih plinov v infrardečem spektralnem območju. Infrardeči detektorji plina imajo prednosti visoke natančnosti, hitrega odziva in dobre stabilnosti ter se pogosto uporabljajo na področjih industrijskega in okoljskega spremljanja.
Načelo delovanja infrardečega detektorja plina je mogoče povzeti na naslednji način: vir infrardeče svetlobe ustvari infrardeči žarek, ki se zazna s prenosom izmerjenega plina v plinski komori, nato pa gre skozi infrardeči filter, da doseže infrardeči detektor. Infrardeči detektor pretvori prejeti infrardeči svetlobni signal v električni signal, povezan s koncentracijo izmerjenega plina, nato pa ojača in obdela signal, da končno prikaže ali izpiše vrednost koncentracije.
V infrardečih detektorjih plina je vir infrardeče svetlobe ključna komponenta. Običajno uporabljeni viri infrardeče svetlobe vključujejo vrsto toplotnega sevanja in vrsto polprevodnika. Viri infrardeče svetlobe s toplotnim sevanjem običajno uporabljajo materiale, kot so grelne žice, oddajniki ali silicijevi karbidi, za oddajanje infrardečega sevanja z uporovnim segrevanjem. Polprevodniški infrardeči svetlobni viri običajno uporabljajo infrardeče svetleče -diode (IR LED) kot svetlobne vire, katerih prednosti so majhna moč in dolga življenjska doba.
Funkcija infrardečega filtra je selektivno prenašanje infrardeče svetlobe, medtem ko blokira svetlobo drugih valovnih dolžin. 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 infrardečega svetlobnega signala v električni signal za nadaljnjo obdelavo. Obstajata dve pogosto uporabljeni vrsti infrardečih detektorjev: fotoprevodni in termoelektrični. Fotoprevodni infrardeči detektorji običajno uporabljajo materiale, kot je HgCdTe, za pretvorbo infrardečih svetlobnih signalov s pomočjo fotoelektričnega učinka. 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 absorpcije določenih valovnih dolžin infrardeče svetlobe se med različnimi plini razlikuje, zato je izbira ustreznih filtrov in detektorjev ključnega pomena. Drugič, potrebno je umeriti infrardeči detektor plina na ustrezen izmerjeni plin. Med postopkom kalibracije je treba zagotoviti vzorec plina z znano koncentracijo in prilagoditi občutljivost in obseg instrumenta na podlagi signala, ki ga ustvari vzorec, da se zagotovi točnost rezultatov detekcije.
V praktičnih aplikacijah so infrardeči detektorji plina pogosto opremljeni z LCD zasloni ali digitalnimi vmesniki za intuitiven prikaz merilnih rezultatov. Hkrati se lahko podatki s povezavo na računalnik ali napravo za zajemanje podatkov oddajajo tudi v sistem za obdelavo podatkov za beleženje in analizo. Poleg tega so nekateri napredni infrardeči detektorji plina lahko opremljeni tudi z alarmnimi napravami. Ko se zaznajo nenormalne koncentracije plina, se pravočasno sproži alarm, da se zagotovi varnost.
