Справка Статьи
Инфракрасный метод измерения концентрации газа

Инфракрасный метод измерения концентрации газа

Основан на способности поглощения молекулами определяемого газа энергии светового потока в инфракрасном диапазоне спектра электромагнитных колебаний. В современной индустрии газоаналитических датчиков ИК метод применяется в основном для детекции  алканов,  алкенов,  спиртов,  диоксида углерода,  оксид диазота. Диапазоны измерения от нескольких сотых долей объема до 100% . 

В ИК газоанализаторах реализованы схемы самодиагностики. Метод оптический отсюда исключается возможность отравления. Неограниченная чувствительность в бескислородной атмосфере и в атмосфере с низким содержанием кислорода, нечувствительность к этилену, водороду и дисульфиду углерода. 

Влияет загрязнение оптических путей и элементов, изменение влажности. 

Приборы оснащаются системами подогрева для эффективного удаления конденсируемой влаги на оптических элементах. 

Обычный способ реализации – источник излучения лампа накаливания и приемник ИК излучения с требующимся оптическим фильтром, выделяющим необходимую длину волны на которой ведется измерение. Обычно существует опорный ИК датчик, который лежит на заведомо «чистом» от ожидаемого компонента оптическом пути. 

Либо же один детектор может измерять интенсивность излучения не на той длине волны, на которой ведется измерение интересующей субстанции. И он так же будет опорным. 

Чувствительность датчика зависит от длины оптического пути. Чем выше длина, тем больше чувствительность. Для увеличения оптического пути без увеличения габаритов производители часто реализуют схемы с зеркалами. ИК метод применяется в приборах трассового контроля. Такие приборы способны охватить большие дистанции, но они не могут дать однозначной оценки о взрывоопасности появившегося облака, т.к. концентрация обнаруженная трассовым прибором м.б. рассредоточена на всю дистанцию пути. В трассовых газоанализаторах применяется специальная единица измерения %НКПР х м. Трассовые газоанализаторы чувствительны к рассогласованию оптического пути. 

Внизу на схеме изображен ИК измеритель двух ламповый. 2-х детекторный  с расфокусированной оптикой.
ИНФРАКРАСНЫЙ.jpg


1- Излучатель (лампа) L1; 2-Излучатель (лампа) L2; 3- Детектор 2 D2; 4- Детектор 1 D1; 5- Стекло; 6- Параллельное зеркало; 7- Полупрозрачное зеркало.

От излучателя L1 (1) луч проходит через выходную апертуру (5) и дважды пересекает кювету. Параллельное зеркало 6 отражает луч, направляя его на детекторы D1(4) и  D2 (3) в оптическом модуле.  На длинах волн, характерных для углеводородных компонент воздуха, поглощение ИК-луча усиливается, и соответственно снижается сигнал на детекторе D1(4). Стабильность точки нуля обеспечивается наличием опорного детектора D2 (3), который компенсирует влияние загрязнения зеркала и окна, а также колебания яркости инфракрасного излучателя. Второй внутренний излучатель L2 (2) компенсирует термический дрейф и старение детекторов или ламп. Совместное использование двух этих способов компенсации обеспечивает максимальную стабильность.

ИК_аним.gif