Struktura i zasada działania analizatora gazu wykorzystującego NDIR

Analizatory wykorzystujące NDIR zwane są analizatorami gazów na podczerwień i są szeroko stosowane do pomiaru ze względu na prostą konstrukcję, łatwą konserwację i funkcje odpowiednie do ciągłego pomiaru. HORIBA oferuje szeroką gamę analizatorów gazów na podczerwień, które mogą reagować na trendy rynkowe i różnorodne wymagania aplikacyjne.

Analizator gazów na podczerwień – struktura i zasada działania

Rysunek 4: Podstawowa budowa i zasady działania analizatora gazów na podczerwień

Pobrany gaz (próbka) przepływa do komory gazowej, zwanej komorą próbki, gdzie jest napromieniowywany promieniowaniem podczerwonym ze źródła światła podczerwonego, co powoduje, że różne cząsteczki gazu w gazie próbnym pochłaniają promieniowanie podczerwone o określonej długości fali, odpowiadającej składnikowi gazowemu.

Filtr optyczny przesyła do detektora tylko określoną część promieniowania podczerwone pochłoniętą przez składnik gazu, który ma zostać zmierzony w celi pomiarowej. Sam detektor jest wypełniony gazem mierzonego składnika, a promieniowanie podczerwone przesyłane przez filtr optyczny jest pochłaniane przez cząsteczki gazu (identyczny mierzonemu składnikowi) w detektorze. Pochłonięta energia zwiększa drgania cząsteczek gazu i generuje ciepło.

Ciśnienie gazu wzrasta z powodu ciepła wytwarzanego w detektorze. Zmiana ta jest wykrywana przez czujniki (mikrofon pojemnościowy, czujnik przepływu itp.) wewnątrz detektora, a stężenie gazu mierzonego składnika w gazie próbki jest mierzone przez okład przetwarzania sygnału czujnika (rysunek 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.

Oprócz detektorów pneumatycznych dostępny jest detektor wyposażony w czujniki piroelektryczne, które wykrywają promieniowanie podczerwone pochłaniane w celi pomiarowej przez zmianę temperatury.
Metoda pojedynczej wiązki (z czujnikiem piroelektrycznym). Metoda 4

Detektor pneumatyczny

Detektor wypełniony gazem nazywa się detektorem pneumatycznym (rysunek 5).

W tej sekcji opisano, w jaki sposób detektor pneumatyczny wykorzystujący mikrofon pojemnościowy wykrywa ilość promieniowania podczerwonego o określonej długości fali, po przejściu przez filtr optyczny pokazany na rysunku 4.

Rys. 5: Budowa i zasada działania detektora pneumatycznego

Zmiana ciśnienia gazu zamkniętego w detektorze jest wykrywana przez czujnik mikrofonu pojemnościowego jako zmiana pojemności. W mikrofonie pojemnościowym następuje zmienia odległości między membraną a płytą tylną, pod wpływem występuje różnicy ciśnień między prawą i lewą stroną membrany. Ta zmiana odległości jest odczytywana jako zmiana pojemności kondensatora, a co za tym idzie wykrywana jest zmiana ciśnienia. Na przykład promieniowanie podczerwone o określonej długości fali wchodzące do detektora jest pochłaniane przez zamknięty CO, generując ciepło i zwiększając ciśnienie w detektorze, co powoduje rozszerzenie się gazu, wybrzuszenie membrany i zmianę pojemności. W ten sposób detektor pneumatyczny wykrywa ilość wchodzącego promieniowania podczerwonego o określonej długości fali jako zmianę pojemności.

Analizator gazu na podczerwień zawiera ogniwo odniesienia i przerywacz (chopper), aby stale mierzyć stężenia gazu z wysoką dokładnością. Detektor kompensacji dla składnika zakłócającego jest również zwykle wbudowany, aby zmniejszyć efekty wpływu skrośnego, wynikające z obecności innego składnika gazu o długości fali absorpcji zbliżonej do długości fali pochłanianej przez składnik mierzony.

Struktura i zasada działania analizatorów gazu wykorzystujących absorpcję podczerwieni

Spis treści strony