Structure et principe de fonctionnement d'un analyseur de gaz utilisant NDIR

Les analyseurs NDIR, appelés analyseurs de gaz infrarouges, sont largement utilisés pour les mesures en raison de leur structure simple, de leur maintenance aisée et de leurs fonctionnalités adaptées à la mesure continue. HORIBA propose une large gamme d'analyseurs de gaz infrarouges capables de s'adapter aux tendances du marché et aux diverses exigences des applications sur site.

Structure et principe de fonctionnement de l'analyseur de gaz infrarouge

Figure 4 : Principes de construction et de fonctionnement de base de l'analyseur de gaz infrarouge

Le gaz échantillonné (gaz d'échantillon) s'écoule dans une cellule à gaz, appelée cellule d'échantillon, où il est irradié par un rayonnement infrarouge provenant d'une source de lumière infrarouge, ce qui amène les différentes molécules de gaz dans le gaz d'échantillon à absorber le rayonnement infrarouge de chaque longueur d'onde spécifique correspondant à leur concentration en gaz.

Le filtre optique transmet au détecteur uniquement le rayonnement infrarouge spécifique absorbé par le composant gazeux à mesurer dans la cellule d'échantillon. Le détecteur est rempli du gaz du composant mesuré et le rayonnement infrarouge transmis à travers le filtre optique est absorbé par les molécules de gaz (composant mesuré) présentes dans le détecteur. L'énergie absorbée augmente la vibration des molécules de gaz et génère de la chaleur.

La pression du gaz augmente sous l'effet de la chaleur générée dans le détecteur. Cette variation est détectée par des capteurs (microphone à condensateur, capteur de débit, etc.) intégrés au détecteur, et la concentration du composant mesuré dans l'échantillon de gaz est mesurée par traitement du signal du capteur (figure 4).

For example, when the concentration of carbon monoxide (CO) in a sample gas is measured, CO is enclosed in the detector. The detector using the enclosed gas is generally called a pneumatic detector.

En plus des détecteurs pneumatiques, il existe un détecteur qui intègre des capteurs pyroélectriques qui détectent le rayonnement infrarouge absorbé dans la cellule d'échantillon par le changement de température.
Méthode à faisceau unique (avec capteur pyroélectrique). Méthode 4

Détecteur pneumatique

Un détecteur rempli de gaz est appelé détecteur pneumatique (Figure 5).

Cette section décrit comment un détecteur pneumatique utilisant un microphone à condensateur détecte la quantité de rayonnement infrarouge d'une longueur d'onde spécifique après avoir traversé le filtre optique illustré à la figure 4.

Fig. 5 : Structure et principe de fonctionnement du détecteur pneumatique

Une variation de pression dans le gaz contenu dans un détecteur est détectée par le microphone à condensateur comme une variation de la capacité du condensateur. Le microphone à condensateur modifie la distance entre la membrane et la plaque arrière lorsqu'une différence de pression se produit entre les côtés droit et gauche de la membrane. Cette variation de distance est considérée comme une variation de la capacité du condensateur, et la variation de pression est détectée. Par exemple, le rayonnement infrarouge d'une longueur d'onde spécifique pénétrant dans le détecteur est absorbé par le CO2 contenu, ce qui génère de la chaleur et augmente la pression dans le détecteur. Cela provoque la dilatation de la membrane et une variation de la capacité. Ainsi, le détecteur pneumatique détecte la quantité de rayonnement infrarouge d'une longueur d'onde spécifique entrant comme une variation de capacité.

L'analyseur de gaz infrarouge intègre une cellule de référence et un hacheur pour mesurer en continu les concentrations de gaz avec une grande précision. Un détecteur de compensation du composant interférent est généralement intégré afin de réduire les effets perturbateurs du gaz (composant gazeux interférent) dont la bande de longueur d'onde est proche de la longueur d'onde spécifique absorbée par le composant mesuré.

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