Wichtigstes Funktionsprinzip von Infrarot-Gasdetektoren
Der Infrarot-Gasdetektor ist ein häufig verwendetes Gasdetektionsgerät, das Gase erkennt, indem es die Absorptionseigenschaften von Zielgasen im Infrarot-Spektralbereich misst. Infrarot-Gasdetektoren zeichnen sich durch hohe Präzision, schnelle Reaktion und gute Stabilität aus und werden häufig in Bereichen der Industrie- und Umweltüberwachung eingesetzt.
Das Funktionsprinzip eines Infrarot-Gasdetektors lässt sich wie folgt zusammenfassen: Die Infrarotlichtquelle erzeugt einen Infrarotstrahl, der durch die Übertragung des gemessenen Gases in der Gaskammer erfasst wird und dann durch den Infrarotfilter gelangt, um den Infrarotdetektor zu erreichen. Der Infrarotdetektor wandelt das empfangene Infrarotlichtsignal in ein elektrisches Signal um, das sich auf die Konzentration des gemessenen Gases bezieht, und verstärkt und verarbeitet das Signal dann, um schließlich den Konzentrationswert anzuzeigen oder auszugeben.
Bei Infrarot-Gasdetektoren ist die Infrarotlichtquelle eine Schlüsselkomponente. Zu den am häufigsten verwendeten Infrarotlichtquellen gehören Wärmestrahlungs- und Halbleiterlichtquellen. Wärmestrahlungs-Infrarotlichtquellen verwenden typischerweise Materialien wie Heizdrähte, Emitter oder Siliziumkarbide, um Infrarotstrahlung durch Widerstandsheizung zu emittieren. Halbleiter-Infrarotlichtquellen verwenden typischerweise Infrarot-Leuchtdioden (IR-LEDs) als Lichtquellen, die den Vorteil eines geringen Stromverbrauchs und einer langen Lebensdauer haben.
Die Funktion eines Infrarotfilters besteht darin, Infrarotlicht selektiv durchzulassen und gleichzeitig Licht anderer Wellenlängen zu blockieren. Je nach Eigenschaften und Nachweisanforderungen des getesteten Gases können unterschiedliche Wellenlängen von Infrarotfiltern ausgewählt werden. Infrarotdetektoren werden verwendet, um durch Filter übertragenes Infrarotlicht zu empfangen und das Infrarotlichtsignal zur anschließenden Verarbeitung in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Es gibt zwei häufig verwendete Arten von Infrarotdetektoren: fotoleitende und thermoelektrische. Fotoleitende Infrarotdetektoren verwenden typischerweise Materialien wie HgCdTe, um Infrarotlichtsignale durch den fotoelektrischen Effekt umzuwandeln. Thermoelektrische Infrarotdetektoren erreichen eine Signalumwandlung, indem sie die durch Infrarotlichtsignale erzeugten Temperaturänderungen messen.
Bei der Verwendung eines Infrarot-Gasdetektors besteht der erste Schritt darin, die Absorptionseigenschaften des gemessenen Gases gegenüber Infrarotlicht zu bestätigen. Der Absorptionsgrad bestimmter Wellenlängen des Infrarotlichts variiert je nach Gas. Daher ist die Auswahl geeigneter Filter und Detektoren von entscheidender Bedeutung. Zweitens ist es notwendig, den Infrarot-Gasdetektor auf das entsprechende Messgas zu kalibrieren. Während des Kalibrierungsprozesses ist es notwendig, eine Gasprobe mit bekannter Konzentration bereitzustellen und die Empfindlichkeit und den Bereich des Instruments basierend auf dem von der Probe erzeugten Signal anzupassen, um die Genauigkeit der Erkennungsergebnisse sicherzustellen.
In der Praxis werden Infrarot-Gaswarngeräte häufig mit LCD-Bildschirmen oder digitalen Schnittstellen zur intuitiven Darstellung der Messergebnisse ausgestattet. Gleichzeitig können durch den Anschluss an einen Computer oder ein Datenerfassungsgerät auch Daten an die Datenverarbeitungsanlage zur Aufzeichnung und Analyse ausgegeben werden. Darüber hinaus können einige fortschrittliche Infrarot-Gasdetektoren auch mit Alarmgeräten ausgestattet werden. Wenn ungewöhnliche Gaskonzentrationen festgestellt werden, wird rechtzeitig ein Alarm ausgegeben, um die Sicherheit zu gewährleisten.
