Основний принцип роботи інфрачервоних детекторів газу
Інфрачервоний детектор газу – це широко використовуваний пристрій для виявлення газу, який виявляє гази шляхом вимірювання характеристик поглинання цільових газів в інфрачервоному спектральному діапазоні. Інфрачервоні детектори газу мають такі переваги, як висока точність, швидка реакція та хороша стабільність, і широко використовуються в галузях промислового та екологічного моніторингу.
Принцип роботи інфрачервоного детектора газу можна підсумувати таким чином: джерело інфрачервоного світла генерує інфрачервоний промінь, який виявляється за допомогою пропускання виміряного газу в газовій камері, а потім проходить через інфрачервоний фільтр, щоб досягти інфрачервоного детектора. Інфрачервоний детектор перетворює отриманий інфрачервоний світловий сигнал в електричний сигнал, пов’язаний з концентрацією вимірюваного газу, а потім підсилює та обробляє сигнал, щоб остаточно відобразити або вивести значення концентрації.
В інфрачервоних детекторах газу джерело інфрачервоного світла є ключовим компонентом. Зазвичай використовувані джерела інфрачервоного світла включають тип теплового випромінювання та тип напівпровідника. Теплове випромінювання Інфрачервоні джерела світла зазвичай використовують такі матеріали, як нагрівальні дроти, випромінювачі або карбіди кремнію, щоб випромінювати інфрачервоне випромінювання через нагрівання опором. Напівпровідникові інфрачервоні джерела світла зазвичай використовують інфрачервоні світло-діоди (ІЧ-світлодіоди) як джерела світла, які мають низьку потужність і тривалий термін служби.
Функція інфрачервоного фільтра полягає в тому, щоб вибірково пропускати інфрачервоне світло, одночасно блокуючи світло з інших довжин хвиль. Відповідно до характеристик і вимог виявлення перевіреного газу можна вибрати різні довжини хвилі інфрачервоних фільтрів. Інфрачервоні детектори використовуються для прийому інфрачервоного світла, що проходить через фільтри, і перетворення інфрачервоного світлового сигналу в електричний сигнал для подальшої обробки. Існують два типи інфрачервоних сповіщувачів: фотопровідні та термоелектричні. Фотопровідні інфрачервоні детектори зазвичай використовують такі матеріали, як HgCdTe, для перетворення інфрачервоних світлових сигналів за допомогою фотоелектричного ефекту. Термоелектричні інфрачервоні сповіщувачі досягають перетворення сигналу шляхом вимірювання змін температури, створених інфрачервоними світловими сигналами.
При використанні інфрачервоного детектора газу першим кроком є підтвердження характеристик поглинання виміряного газу щодо інфрачервоного світла. Ступінь поглинання певної довжини хвилі інфрачервоного світла залежить від різних газів, тому вибір відповідних фільтрів і детекторів має вирішальне значення. По-друге, необхідно відкалібрувати інфрачервоний детектор газу відповідно до вимірюваного газу. Під час процесу калібрування необхідно забезпечити зразок газу відомої концентрації та відрегулювати чутливість і діапазон приладу на основі сигналу, який генерує зразок, щоб забезпечити точність результатів виявлення.
У практичних застосуваннях інфрачервоні детектори газу часто оснащені рідкокристалічними екранами або цифровими інтерфейсами для інтуїтивно зрозумілого відображення результатів вимірювань. У той же час дані також можуть бути виведені в систему обробки даних для запису та аналізу шляхом підключення до комп'ютера або пристрою збору даних. Крім того, деякі вдосконалені інфрачервоні детектори газу також можуть бути оснащені пристроями сигналізації. У разі виявлення аномальних концентрацій газу своєчасно подається сигнал тривоги для забезпечення безпеки.
