Основной принцип работы инфракрасных детекторов газа
Инфракрасный детектор газа — это широко используемое устройство для обнаружения газов, которое обнаруживает газы путем измерения характеристик поглощения целевых газов в инфракрасном спектральном диапазоне. Инфракрасные детекторы газа обладают преимуществами высокой точности, быстрого реагирования и хорошей стабильности и широко используются в областях промышленного и экологического мониторинга.
Принцип работы инфракрасного детектора газа можно резюмировать следующим образом: источник инфракрасного света генерирует инфракрасный луч, который обнаруживается путем пропускания измеряемого газа в газовой камере, а затем проходит через инфракрасный фильтр и достигает инфракрасного детектора. Инфракрасный детектор преобразует полученный сигнал инфракрасного света в электрический сигнал, связанный с концентрацией измеряемого газа, а затем усиливает и обрабатывает сигнал для окончательного отображения или вывода значения концентрации.
В инфракрасных детекторах газа источник инфракрасного света является ключевым компонентом. Обычно используемые источники инфракрасного света включают источники теплового излучения и полупроводниковые источники. В источниках инфракрасного света теплового излучения обычно используются такие материалы, как нагревательные провода, излучатели или карбиды кремния, для излучения инфракрасного излучения за счет резистивного нагрева. В полупроводниковых источниках инфракрасного света обычно используются инфракрасные-излучающие диоды (ИК-светодиоды), преимущества которых заключаются в малой мощности и длительном сроке службы.
Функция инфракрасного фильтра заключается в избирательной передаче инфракрасного света и блокировании света других длин волн. В зависимости от характеристик и требований к обнаружению испытуемого газа можно выбрать инфракрасные фильтры с разными длинами волн. Инфракрасные детекторы используются для приема инфракрасного света, проходящего через фильтры, и преобразования сигнала инфракрасного света в электрический сигнал для последующей обработки. Существует два широко используемых типа инфракрасных детекторов: фотопроводящие и термоэлектрические. Фотопроводящие инфракрасные детекторы обычно используют такие материалы, как HgCdTe, для преобразования сигналов инфракрасного света посредством фотоэлектрического эффекта. Термоэлектрические инфракрасные детекторы преобразуют сигнал, измеряя изменения температуры, создаваемые сигналами инфракрасного света.
При использовании инфракрасного детектора газа первым шагом является подтверждение характеристик поглощения измеряемого газа инфракрасного света. Степень поглощения определенных длин волн инфракрасного света варьируется в зависимости от газа, поэтому выбор соответствующих фильтров и детекторов имеет решающее значение. Во-вторых, необходимо откалибровать инфракрасный детектор газа по соответствующему измеряемому газу. В процессе калибровки необходимо предоставить пробу газа известной концентрации и отрегулировать чувствительность и диапазон прибора на основе сигнала, генерируемого пробой, чтобы обеспечить точность результатов обнаружения.
В практических приложениях инфракрасные детекторы газа часто оснащаются ЖК-экранами или цифровыми интерфейсами для интуитивного отображения результатов измерений. При этом данные также можно выводить в систему обработки данных для записи и анализа путем подключения к компьютеру или устройству сбора данных. Кроме того, некоторые современные инфракрасные детекторы газа также могут быть оснащены устройствами сигнализации. При обнаружении аномальных концентраций газа своевременно подается сигнал тревоги для обеспечения безопасности.
