Infrasarkano staru gāzes detektoru galvenais darbības princips
Infrasarkanais gāzes detektors ir plaši izmantota gāzes noteikšanas ierīce, kas nosaka gāzes, mērot mērķa gāzu absorbcijas raksturlielumus infrasarkanā spektra diapazonā. Infrasarkanajiem gāzes detektoriem ir augstas precizitātes, ātras reakcijas un labas stabilitātes priekšrocības, un tos plaši izmanto rūpniecības un vides uzraudzības jomās.
Infrasarkanā gāzes detektora darbības principu var apkopot šādi: infrasarkanais gaismas avots ģenerē infrasarkano staru kūli, kas tiek uztverts, pārvadot izmērīto gāzi gāzes kamerā, un pēc tam iziet caur infrasarkano filtru, lai sasniegtu infrasarkano staru detektoru. Infrasarkanais detektors pārvērš saņemto infrasarkanās gaismas signālu elektriskā signālā, kas saistīts ar izmērītās gāzes koncentrāciju, un pēc tam pastiprina un apstrādā signālu, lai beidzot parādītu vai izvadītu koncentrācijas vērtību.
Infrasarkanajos gāzes detektoros infrasarkanais gaismas avots ir galvenā sastāvdaļa. Parasti izmantotie infrasarkanās gaismas avoti ietver termiskā starojuma veidu un pusvadītāju tipu. Termiskā starojuma infrasarkanās gaismas avoti parasti izmanto tādus materiālus kā sildīšanas vadi, izstarotāji vai silīcija karbīdi, lai izstarotu infrasarkano starojumu, izmantojot pretestības karsēšanu. Pusvadītāju infrasarkanās gaismas avotos kā gaismas avoti parasti tiek izmantotas infrasarkanās gaismas diodes (IR LED), kuru priekšrocības ir maza jauda un ilgs kalpošanas laiks.
Infrasarkanā filtra funkcija ir selektīvi pārraidīt infrasarkano gaismu, vienlaikus bloķējot gaismu no citiem viļņu garumiem. Atbilstoši pārbaudāmās gāzes īpašībām un noteikšanas prasībām var izvēlēties dažādus infrasarkano staru filtru viļņu garumus. Infrasarkanie detektori tiek izmantoti, lai uztvertu infrasarkano gaismu, kas tiek pārraidīta caur filtriem, un pārveidotu infrasarkanās gaismas signālu elektriskā signālā turpmākai apstrādei. Parasti tiek izmantoti divu veidu infrasarkanie detektori: fotovadoši un termoelektriski. Fotovadoši infrasarkanie detektori parasti izmanto tādus materiālus kā HgCdTe, lai pārveidotu infrasarkanās gaismas signālus, izmantojot fotoelektrisko efektu. Termoelektriskie infrasarkanie detektori nodrošina signāla pārveidošanu, mērot temperatūras izmaiņas, ko rada infrasarkanās gaismas signāli.
Izmantojot infrasarkano gāzes detektoru, pirmais solis ir apstiprināt izmērītās gāzes absorbcijas raksturlielumus attiecībā pret infrasarkano gaismu. Infrasarkanās gaismas noteiktu viļņu garumu absorbcijas pakāpe dažādās gāzēs ir atšķirīga, tāpēc ir ļoti svarīgi izvēlēties piemērotus filtrus un detektorus. Otrkārt, infrasarkano staru gāzes detektors ir jākalibrē uz attiecīgo izmērīto gāzi. Kalibrēšanas procesā ir nepieciešams nodrošināt zināmas koncentrācijas gāzes paraugu un pielāgot instrumenta jutību un diapazonu, pamatojoties uz parauga ģenerēto signālu, lai nodrošinātu noteikšanas rezultātu precizitāti.
Praktiskajos lietojumos infrasarkanie gāzes detektori bieži ir aprīkoti ar LCD ekrāniem vai digitālām saskarnēm, lai intuitīvi parādītu mērījumu rezultātus. Tajā pašā laikā datus var arī izvadīt datu apstrādes sistēmā ierakstīšanai un analīzei, pieslēdzoties datoram vai datu ieguves ierīcei. Turklāt dažus progresīvus infrasarkano staru gāzes detektorus var aprīkot arī ar trauksmes ierīcēm. Konstatējot neparastu gāzu koncentrāciju, drošības nolūkos tiks laicīgi izdots trauksmes signāls.
