Pagrindinis infraraudonųjų spindulių dujų detektorių veikimo principas
Infraraudonųjų spindulių dujų detektorius yra dažniausiai naudojamas dujų aptikimo įtaisas, kuris aptinka dujas, matuodamas tikslinių dujų sugerties charakteristikas infraraudonųjų spindulių spektro diapazone. Infraraudonųjų spindulių dujų detektoriai turi didelio tikslumo, greito atsako ir gero stabilumo privalumus ir yra plačiai naudojami pramonės ir aplinkos stebėjimo srityse.
Infraraudonųjų spindulių dujų detektoriaus veikimo principą galima apibendrinti taip: infraraudonųjų spindulių šviesos šaltinis sukuria infraraudonųjų spindulių spindulį, kuris aptinkamas perduodant išmatuotas dujas dujų kameroje, o tada praeina per infraraudonųjų spindulių filtrą, kad pasiektų infraraudonųjų spindulių detektorių. Infraraudonųjų spindulių detektorius paverčia gautą infraraudonųjų spindulių šviesos signalą į elektrinį signalą, susijusį su išmatuotų dujų koncentracija, tada sustiprina ir apdoroja signalą, kad galiausiai parodytų arba išvestų koncentracijos vertę.
Infraraudonųjų spindulių dujų detektoriuose infraraudonųjų spindulių šviesos šaltinis yra pagrindinis komponentas. Dažniausiai naudojami infraraudonųjų spindulių šviesos šaltiniai yra šiluminės spinduliuotės tipas ir puslaidininkinis tipas. Šiluminės spinduliuotės infraraudonųjų spindulių šviesos šaltiniai paprastai naudoja tokias medžiagas kaip šildymo laidai, emiteriai arba silicio karbidai, kad išspinduliuotų infraraudonąją spinduliuotę per pasipriešinimo kaitinimą. Puslaidininkiniuose infraraudonųjų spindulių šviesos šaltiniuose kaip šviesos šaltiniai paprastai naudojami infraraudonųjų spindulių šviesos diodai (IR šviesos diodai), kurių pranašumai yra maža galia ir ilgaamžiškumas.
Infraraudonųjų spindulių filtro funkcija yra pasirinktinai perduoti infraraudonąją šviesą, tuo pačiu blokuojant šviesą iš kitų bangų ilgių. Pagal tikrinamų dujų charakteristikas ir aptikimo reikalavimus galima pasirinkti skirtingus infraraudonųjų spindulių filtrų bangos ilgius. Infraraudonųjų spindulių detektoriai naudojami infraraudonųjų spindulių šviesai, perduodamai per filtrus, priimti ir infraraudonųjų spindulių šviesos signalą paversti elektriniu signalu tolesniam apdorojimui. Yra du dažniausiai naudojami infraraudonųjų spindulių detektorių tipai: fotolaidžiai ir termoelektriniai. Fotolaidžiuose infraraudonųjų spindulių detektoriuose paprastai naudojamos medžiagos, tokios kaip HgCdTe, kad infraraudonųjų spindulių šviesos signalus konvertuotų per fotoelektrinį efektą. Termoelektriniais infraraudonųjų spindulių detektoriais signalas konvertuojamas matuojant infraraudonųjų šviesos signalų generuojamus temperatūros pokyčius.
Naudojant infraraudonųjų spindulių dujų detektorių, pirmiausia reikia patvirtinti išmatuotų dujų sugerties charakteristikas infraraudonosios šviesos atžvilgiu. Tam tikro infraraudonųjų spindulių bangos ilgio sugerties laipsnis įvairiose dujose skiriasi, todėl labai svarbu pasirinkti tinkamus filtrus ir detektorius. Antra, reikia sukalibruoti infraraudonųjų spindulių dujų detektorių pagal atitinkamas išmatuotas dujas. Kalibravimo proceso metu būtina pateikti žinomos koncentracijos dujų mėginį ir reguliuoti prietaiso jautrumą bei diapazoną pagal mėginio generuojamą signalą, kad būtų užtikrintas aptikimo rezultatų tikslumas.
Praktikoje infraraudonųjų spindulių dujų detektoriai dažnai aprūpinti LCD ekranais arba skaitmeninėmis sąsajomis, kad būtų galima intuityviai rodyti matavimo rezultatus. Tuo pačiu metu duomenys taip pat gali būti išvesti į duomenų apdorojimo sistemą, kad būtų galima įrašyti ir analizuoti, prijungus prie kompiuterio ar duomenų kaupimo įrenginio. Be to, kai kuriuose pažangiuose infraraudonųjų spindulių dujų detektoriuose taip pat gali būti įrengti signalizacijos įrenginiai. Nustačius nenormalią dujų koncentraciją, saugumui užtikrinti laiku bus įspėjama.
