Infrapuna gaasidetektorite tööpõhimõte
Infrapuna gaasidetektor on tavaliselt kasutatav gaasituvastusseade, mis tuvastab gaase, mõõtes sihtgaaside neeldumiskarakteristikuid infrapuna spektrivahemikus. Infrapuna gaasidetektorite eelisteks on kõrge täpsus, kiire reageerimine ja hea stabiilsus ning neid kasutatakse laialdaselt tööstus- ja keskkonnaseirevaldkondades.
Infrapunagaasidetektori tööpõhimõtte võib kokku võtta järgmiselt: infrapuna valgusallikas tekitab infrapunakiire, mis tuvastatakse mõõdetud gaasi edastamisel gaasikambris ja seejärel läbib infrapunafiltri, et jõuda infrapunadetektorini. Infrapunadetektor teisendab vastuvõetud infrapunavalgussignaali elektrisignaaliks, mis on seotud mõõdetud gaasi kontsentratsiooniga, ning seejärel võimendab ja töötleb signaali, et lõpuks kuvada või väljastada kontsentratsiooni väärtus.
Infrapuna gaasidetektorites on infrapuna valgusallikas võtmekomponent. Tavaliselt kasutatavad infrapunavalgusallikad hõlmavad soojuskiirguse tüüpi ja pooljuhttüüpi. Soojuskiirguse infrapunavalgusallikates kasutatakse tavaliselt selliseid materjale nagu küttetraadid, emitterid või ränikarbiidid, et kiirata infrapunakiirgust läbi takistuskuumutuse. Pooljuht-infrapunavalgusallikad kasutavad tavaliselt valgusallikatena infrapunavalgusdioode (IR LED-id), mille eeliseks on väike võimsus ja pikk kasutusiga.
Infrapunafiltri ülesanne on selektiivselt edastada infrapunavalgust, blokeerides samal ajal teiste lainepikkuste valgust. Vastavalt testitava gaasi omadustele ja tuvastamisnõuetele saab valida erineva lainepikkusega infrapunafiltreid. Infrapunadetektoreid kasutatakse filtrite kaudu edastatava infrapunavalguse vastuvõtmiseks ja infrapunavalgussignaali muundamiseks elektrisignaaliks, et seda edasi töödelda. Tavaliselt kasutatakse kahte tüüpi infrapunadetektoreid: fotojuhtivaid ja termoelektrilisi. Fotojuhtivad infrapunadetektorid kasutavad tavaliselt selliseid materjale nagu HgCdTe, et teisendada infrapuna valgussignaale fotoelektrilise efekti kaudu. Termoelektrilised infrapunadetektorid saavutavad signaali muundamise, mõõtes infrapuna valgussignaalide tekitatud temperatuurimuutusi.
Infrapunagaasidetektori kasutamisel tuleb kõigepealt kinnitada mõõdetud gaasi neeldumisomadused infrapunavalguse suunas. Infrapunavalguse konkreetsete lainepikkuste neeldumisaste on erinevate gaaside puhul erinev, seega on sobivate filtrite ja detektorite valimine ülioluline. Teiseks on vaja infrapuna gaasidetektor kalibreerida vastavale mõõdetud gaasile. Kalibreerimisprotsessi käigus on vaja anda teadaoleva kontsentratsiooniga gaasiproov ning reguleerida instrumendi tundlikkust ja vahemikku proovi genereeritud signaali alusel, et tagada tuvastamistulemuste täpsus.
Praktilistes rakendustes on infrapuna gaasidetektorid sageli varustatud LCD-ekraanide või digitaalsete liidestega mõõtmistulemuste intuitiivseks kuvamiseks. Samal ajal saab andmetöötlussüsteemi salvestamiseks ja analüüsimiseks andmeid väljastada ka arvuti või andmehõiveseadmega ühendades. Lisaks saab mõningaid täiustatud infrapuna gaasidetektoreid varustada ka häireseadmetega. Ebatavalise gaasikontsentratsiooni tuvastamisel antakse ohutuse tagamiseks õigeaegselt häire.
