Infrapunakaasuilmaisimen toimintaperiaate
Infrapunakaasuilmaisin on yleisesti käytetty kaasunilmaisinlaite, joka saa aikaan kaasunilmaisun mittaamalla kohdekaasun absorptio-ominaisuudet infrapunaspektrialueella. Infrapunakaasuilmaisimilla on etuja, kuten korkea tarkkuus, nopea vaste ja hyvä vakaus, ja niitä käytetään laajalti teollisuudessa ja ympäristön tarkkailussa.
Infrapunakaasuilmaisimen toimintaperiaate voidaan yksinkertaisesti tiivistää seuraaviin vaiheisiin: infrapunavalolähde tuottaa infrapunasäteen, joka havaitaan siirtämällä mitattu kaasu kaasukammiossa ja saavuttaa sitten infrapunailmaisimen infrapunan kautta. suodattaa. Infrapunatunnistin muuntaa vastaanotetun infrapunavalosignaalin sähköiseksi signaaliksi, joka liittyy mitatun kaasun pitoisuuteen, ja vahvistaa ja prosessoi sitten signaalin pitoisuusarvon näyttämiseksi tai tulostamiseksi.
Infrapunakaasuilmaisimissa infrapunavalolähde on tärkeä osa. Yleisesti käytettyjä infrapunavalonlähteitä on kaksi: lämpösäteilytyyppi ja puolijohtava tyyppi. Lämpösäteilyn tyyppisissä infrapunavalolähteissä käytetään tyypillisesti materiaaleja, kuten lämmityslankoja, emittereitä tai piikarbideja infrapunasäteilyn lähettämiseen vastuslämmityksen kautta. Puolijohtavissa infrapunavalonlähteissä käytetään tyypillisesti infrapunavaloa emittoivia diodeja (IR LED) valonlähteinä, joilla on etuja, kuten alhainen teho ja pitkä käyttöikä.
Infrapunasuodattimen tehtävänä on selektiivisesti lähettää infrapunavaloa samalla kun se suojaa muita valon aallonpituuksia. Testattavan kaasun ominaisuuksien ja tunnistusvaatimusten mukaan infrapunasuodattimia voidaan valita eri aallonpituuksilla. Infrapunatunnistimia käytetään vastaanottamaan suodattimien kautta lähetettyä infrapunavaloa ja muuttamaan infrapunavalosignaalit sähköisiksi signaaleiksi myöhempää käsittelyä varten. Yleisesti käytettyjä infrapunailmaisimia on kaksi: valonjohtava ja lämpösähköinen. Valojohtavissa infrapunailmaisimissa käytetään tyypillisesti materiaaleja, kuten HgCdTe, infrapunavalosignaalien muuntamiseen valosähköisten tehosteiden avulla. Termosähköiset infrapunailmaisimet muuntavat signaalia mittaamalla infrapunavalosignaalien synnyttämiä lämpötilamuutoksia.
Infrapunakaasuilmaisinta käytettäessä ensimmäinen askel on varmistaa mitatun kaasun absorptio-ominaisuudet kohti infrapunavaloa. Se, missä määrin eri kaasut absorboivat infrapunavalon tiettyjä aallonpituuksia, vaihtelee, joten sopivien suodattimien ja ilmaisimien valinta on ratkaisevan tärkeää. Toiseksi infrapunakaasuilmaisin on kalibroitava vastaavaan mitattuun kaasuun. Kalibrointiprosessin aikana on tarpeen antaa näyte mitatusta kaasusta, jonka pitoisuus tunnetaan, ja säätää instrumentin herkkyyttä ja aluetta näytteen tuottaman signaalin perusteella, jotta varmistetaan tunnistustulosten tarkkuus.
Käytännön sovelluksissa infrapunakaasuilmaisimet on usein varustettu LCD-näytöillä tai digitaalisilla liitännöillä mittaustulosten visuaalista näyttämistä varten. Samanaikaisesti tietoja voidaan myös tulostaa tietojenkäsittelyjärjestelmään tallennusta ja analysointia varten yhdistämällä tietokoneita tai tiedonkeruulaitteita. Lisäksi jotkin kehittyneet infrapunakaasuilmaisimet voidaan varustaa hälytyslaitteilla, jotka voivat antaa hälytyksen ajoissa, kun epänormaalit kaasupitoisuudet havaitaan, mikä varmistaa turvallisuuden.
Yhteenvetona voidaan todeta, että infrapunakaasuilmaisimet saavuttavat kaasunilmaisun mittaamalla kohdekaasujen absorptio-ominaisuudet infrapunaspektrialueella. Sen toimintaperiaate perustuu infrapunavalonlähteen, infrapunasuodattimen ja infrapunailmaisimen synergistiseen vaikutukseen. Infrapunakaasuilmaisinta käytettäessä on tarpeen valita sopivat suodattimet ja ilmaisimet mitatun kaasun ominaisuuksien perusteella sekä kalibroida ja asettaa sopiva toiminta-alue ja herkkyys.
