Allgemeine Prinzipien der Infrarot-Gaserkennung:
Durch Messen dieses Absorptionsspektrums kann die Art des Gases identifiziert werden; durch Messen der Absorptionsintensität kann die Konzentration des gemessenen Gases bestimmt werden. Infrarotdetektoren haben ein breites Anwendungsspektrum. Sie können nicht nur Gaskomponenten, sondern auch Lösungskomponenten analysieren. Sie sind hochempfindlich, reagieren schnell, können eine kontinuierliche Online-Anzeige liefern und können auch ein Regelsystem bilden. Der Detektionsteil des in der Industrie üblicherweise verwendeten Infrarot-Gasdetektors besteht aus zwei parallelen optischen Systemen mit derselben Struktur.
Eine ist die Messkammer und die andere die Referenzkammer. Die beiden Kammern öffnen und schließen den Lichtweg gleichzeitig oder abwechselnd in einem bestimmten Zeitraum durch die Lichtschneideplatte. Nachdem das zu messende Gas in die Messkammer eingeführt wurde, wird das Licht mit der spezifischen Wellenlänge des zu messenden Gases absorbiert, wodurch der Lichtstrom verringert wird, der durch den optischen Pfad der Messkammer hindurchgeht und in die Infrarot-Empfangsgaskammer eintritt. Je höher die Gaskonzentration ist, desto geringer ist der Lichtstrom, der in die Infrarot-Empfangsgaskammer eintritt; während der Lichtstrom, der durch die Referenzkammer hindurchgeht, konstant ist, ist auch der Lichtstrom, der in die Infrarot-Empfangsgaskammer eintritt, konstant. Daher ist der Unterschied im Lichtstrom, der durch die Messkammer und die Referenzkammer hindurchgeht, umso größer, je höher die Konzentration des gemessenen Gases ist. Dieser Lichtstromunterschied wird mit einer bestimmten periodischen Schwingungsamplitude auf die Infrarot-Empfangsluftkammer projiziert. Die Empfangsgaskammer ist durch einen einige Mikrometer dicken Metallfilm in zwei Hälften geteilt. Die Kammer ist mit einer relativ hohen Konzentration des gemessenen Komponentengases versiegelt. Es kann alle einfallenden Infrarotstrahlen innerhalb des Absorptionswellenlängenbereichs absorbieren, sodass der pulsierende Lichtstrom zu periodischen Temperaturänderungen wird, die entsprechend der Gasgleichung in Druckänderungen umgewandelt und dann von einem kapazitiven Sensor erkannt werden. Nach der Verstärkung wird die gemessene Gaskonzentration angezeigt. Neben kapazitiven Sensoren können auch Quanten-Infrarotsensoren verwendet werden, die Infrarotstrahlen direkt erkennen. Diese verwenden Infrarot-Interferenzfilter zur Wellenlängenauswahl und abstimmbare Laser als Lichtquellen, wodurch ein neuer Infrarot-Gasdetektor in Festkörperbauweise entsteht. Diese Art von Detektor kann die Gaskonzentration mit nur einer Lichtquelle, einer Messkammer und einem Infrarotsensor messen. Wenn außerdem Filterscheiben mit mehreren unterschiedlichen Wellenlängen verwendet werden, können die Konzentrationen verschiedener Gase in Mehrkomponentengasen gleichzeitig gemessen werden.
