Infrapuna gaasidetektori tööpõhimõte
Infrapuna gaasidetektor on tavaliselt kasutatav gaasituvastusseade, mis saavutab gaasi tuvastamise, mõõtes sihtgaasi neeldumisomadusi infrapuna spektrivahemikus. Infrapuna gaasidetektoritel on sellised eelised nagu kõrge täpsus, kiire reageerimine ja hea stabiilsus ning neid kasutatakse laialdaselt tööstus- ja keskkonnaseirevaldkondades.
Infrapuna gaasidetektori tööpõhimõtte võib lihtsalt kokku võtta järgmiste sammudena: infrapuna valgusallikas tekitab infrapunakiire, mis tuvastatakse mõõdetud gaasi edastamisel gaasikambris ja jõuab seejärel infrapunakiirguse detektorini. filter. 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 ülioluline komponent. Tavaliselt kasutatakse kahte infrapunavalgusallikat: soojuskiirguse tüüp ja pooljuhtiv tüüp. Soojuskiirguse tüüpi infrapunavalgusallikates kasutatakse tavaliselt selliseid materjale nagu küttetraadid, emitterid või ränikarbiidid, et kiirata infrapunakiirgust takistuskuumutuse kaudu. Pooljuhtivate infrapunavalgusallikate puhul kasutatakse tavaliselt valgusallikatena infrapunavalgusdioode (IR LED-id), millel on sellised eelised nagu madal võimsus ja pikk kasutusiga.
Infrapunafiltri ülesanne on selektiivselt infrapunavalgust edastada, kaitstes samal ajal teisi valguse lainepikkusi. Vastavalt testitava gaasi omadustele ja tuvastamisnõuetele saab valida erineva lainepikkusega infrapunafiltreid. Infrapunadetektoreid kasutatakse filtrite kaudu edastatava infrapunavalguse vastuvõtmiseks ja infrapunavalgussignaalide muundamiseks elektrilisteks signaalideks, et neid edasi töödelda. Tavaliselt kasutatakse kahte infrapunadetektorit: fotojuhtiv ja termoelektriline. Fotojuhtivad infrapunadetektorid kasutavad tavaliselt selliseid materjale nagu HgCdTe, et teisendada infrapunavalgussignaale fotoelektriliste efektide kaudu. Termoelektrilised infrapunadetektorid saavutavad signaali muundamise, mõõtes infrapuna valgussignaalide tekitatud temperatuurimuutusi.
Infrapunagaasidetektori kasutamisel tuleb kõigepealt kinnitada mõõdetud gaasi neeldumisomadused infrapunavalguse suunas. See, mil määral erinevad gaasid neelavad infrapunavalguse konkreetseid lainepikkusi, on 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 mõõdetud gaasi proov ning mõõtetulemuse täpsuse tagamiseks reguleerida instrumendi tundlikkust ja vahemikku proovi genereeritud signaali alusel.
Praktilistes rakendustes on infrapuna gaasidetektorid sageli varustatud LCD-ekraanide või digitaalsete liidestega, et kuvada mõõtetulemusi visuaalselt. Samas saab andmetöötlussüsteemi salvestamiseks ja analüüsimiseks andmeid väljastada ka arvutite või andmekogumisseadmete ühendamise teel. Lisaks saab mõned täiustatud infrapuna gaasidetektorid varustada ka häireseadmetega, mis võivad gaasi ebatavalise kontsentratsiooni tuvastamisel õigeaegselt häiret anda, tagades ohutuse.
Kokkuvõttes saavutavad infrapuna gaasidetektorid gaasi tuvastamise, mõõtes sihtgaaside neeldumisomadusi infrapuna spektrivahemikus. Selle tööpõhimõte põhineb infrapuna valgusallika, infrapunafiltri ja infrapunadetektori sünergilisel mõjul. Infrapuna gaasidetektori kasutamisel tuleb mõõdetava gaasi omadustest lähtuvalt valida sobivad filtrid ja detektorid ning kalibreerida ja seadistada sobiv tööpiirkond ja tundlikkus.
