NDIR을 이용한 가스 분석기의 구조 및 작동 원리

NDIR을 사용하는 분석기는 적외선 가스 분석기라고 하며, 간단한 구조, 쉬운 유지관리, 연속 측정에 적합한 특징으로 인해 측정에 널리 사용됩니다. HORIBA 시장 동향과 현장 애플리케이션의 다양한 요구 사항에 대응할 수 있는 광범위한 적외선 가스 분석기 라인업을 제공합니다.

적외선 가스 분석기 구조 및 작동 원리

그림 4: 적외선 가스 분석기의 기본 구조 및 작동 원리

샘플링된 가스(샘플 가스)는 샘플 셀이라고 불리는 가스 셀로 흘러들어가고, 여기서 적외선 광원에서 나오는 적외선 복사에 의해 조사되며, 샘플 가스 내의 다양한 가스 분자는 가스 농도에 해당하는 각각의 특정 파장의 적외선 복사를 흡수합니다.

광학 필터는 샘플 셀에서 측정할 가스 성분에 의해 흡수된 특정 적외선 복사만 검출기에 전달합니다. 검출기는 측정 성분의 가스로 채워지고 광학 필터를 통해 전달된 적외선 복사는 검출기의 가스 분자(측정 성분)에 의해 흡수됩니다. 흡수된 에너지는 가스 분자의 진동을 증가시키고 열을 발생시킵니다.

검출기에서 발생하는 열로 인해 가스 압력이 증가합니다. 이 변화는 검출기 내부의 센서(콘덴서 마이크로폰, 유량 센서 등)에 의해 감지되고, 센서 신호를 처리하여 샘플 가스에서 측정 성분의 가스 농도를 측정합니다(그림 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. 

공압식 검출기 외에도 온도 변화로 인해 샘플 셀에 흡수된 적외선을 감지하는 열전 센서를 통합한 검출기도 있습니다.
단일 빔 방식(열전기 센서 포함).. 방법 4

공압 감지기

가스가 채워진 감지기를 공압 감지기라고 합니다(그림 5).

이 섹션에서는 콘덴서 마이크를 사용하는 공압 감지기가 그림 4에 표시된 광학 필터를 통과한 후 특정 파장의 적외선 복사량을 감지하는 방법을 설명합니다.

그림 5: 공압 검출기의 구조 및 동작 원리

검출기 내의 밀폐된 가스의 압력 변화는 콘덴서 마이크로폰 센서에 의해 콘덴서의 커패시턴스의 변화로 검출된다. 콘덴서 마이크로폰은 다이어프램의 오른쪽과 왼쪽 사이에 압력 차이가 발생할 때 다이어프램과 백 플레이트 사이의 거리를 변경한다. 이 거리의 변화는 콘덴서의 커패시턴스 변화로 취해지고 압력 변화가 검출된다. 예를 들어, 검출기에 들어오는 특정 파장의 적외선 복사는 밀폐된 CO에 의해 흡수되어 열을 발생시키고 검출기의 압력을 증가시킨다. 이로 인해 다이어프램이 확장되고 커패시턴스가 변한다. 따라서 공압 검출기는 커패시턴스의 변화로 들어오는 특정 파장의 적외선 복사의 양을 검출한다.

적외선 가스 분석기는 참조 셀과 초퍼를 통합하여 높은 정확도로 가스 농도를 지속적으로 측정합니다. 간섭 성분에 대한 보상 검출기도 일반적으로 통합되어 측정된 성분에 의해 흡수되는 특정 파장에 가까운 파장 대역을 가진 가스(간섭 가스 성분)의 간섭 효과를 줄입니다.

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