Analizor infrarosu non-dispersiv
Un senzor infraroșu nedispersiv (NDIR ) este un senzor spectroscopic simplu folosit adesea ca detector de gaz . Se numește nedispersiv deoarece nu conține un dispozitiv care descompune spectrul radiațiilor - un dispozitiv dispersiv, de exemplu, o prismă utilizată în spectrografe [1] .
Cum funcționează
Componentele principale ale unui analizor de gaz nedispersiv sunt o sursă de infraroșu , o cameră de probă, un filtru de lumină și un detector de infraroșu. Radiația infraroșie este direcționată prin camera de probă către detector. Un filtru de lumină este instalat în fața detectorului sau în fața camerei cu proba , care absoarbe întregul spectru, cu excepția acelor lungimi de undă care sunt capabile să absoarbă moleculele gazului determinat.
În paralel, este plasat un canal optic paralel în care există o altă cameră cu un gaz de referință care nu absoarbe în partea infraroșie a spectrului, de obicei cu azot . Gazul investigat în camera probei determină absorbția anumitor lungimi de undă inerente naturii acestui gaz în conformitate cu legea Bouguer-Lambert-Beer . Atenuarea acestei radiații este măsurată de un detector în infraroșu, iar concentrația gazului studiat în amestecul de gaze este determinată de gradul de absorbție.
În mod ideal, moleculele altor gaze nu absorb lumina la lungimile de undă de absorbție ale gazului studiat și nu reduc cantitatea de lumină care ajunge la detector, totuși, o anumită sensibilitate încrucișată (influență asupra măsurării concentrației gazului de interes al alte gaze din amestecul de gaze) este inevitabil [2] .
Fluxul de radiație infraroșu este de obicei făcut discontinuu sau modulat folosind obturatoare astfel încât semnalele de fundal infraroșu termic să poată fi scăzute din semnalul optic măsurat [3] .
Analizoarele cu infraroșu nedispersive se găsesc adesea în sistemele HVAC .
Configurațiile cu filtre multiple montate pe detectoare diferite sau pe un tambur rotativ permit măsurători simultane la mai multe lungimi de undă selectate.
Gazele și lungimile lor de undă
- Oxigen (O 2 ) - 0,763 µm [4] .
- Dioxid de carbon (CO 2 - 4,26 microni [5] ; 2,7 microni, de asemenea 13 microni [4] .
- Monoxid de carbon - 4,67 microni [5] ; 1,55 um; 2,33 um; 4,6 um; 4,8 µm, 5,9 µm [4] .
- Oxidul azotic (II) (NO) - 5,3 microni, NO 2 se reduce la NO, după care se măsoară împreună ca NOx; NO absoarbe și radiațiile ultraviolete la 195-230 nm, NO 2 se măsoară la 350-450 nm [6] în cazurile în care se știe că concentrația de NO 2 este scăzută, aceasta din urmă este adesea ignorată și se măsoară doar NO; tot la 1,8 µm [4] .
- Oxid azotic (II) (N02 ) ) - 6,17-6,43 microni; 15,4–16,3 um; 496 nm (UV) [4] .
- Oxid nitric (IV) (N 2 ) - 7,73 microni (există o sensibilitate încrucișată cu NO 2 și SO 2 ) [7] [5] ; 1,52 um; 4,3 um; 4,4 µm, de asemenea aproximativ 8 µm [4] .
- Acid azotic (HNO 3 ) - 5,81 µm [4] .
- Amoniac ( NH3 ) - 2,25 microni, 3,03 microni; 5,7 µm [4] .
- Hidrogen sulfurat (H 2 S) - 1,57 microni, 3,72 microni, 3,83 microni [4] .
- (S02 ) - 7,35 um; 19,25 µm [4] .
- Fluorura de hidrogen (HF) - 1,27 microni; 1,33 µm [4] .
- Acid clorhidric (HCl) - 3,4 microni [4] .
- Bromură de hidrogen (HBr) - 1,34 microni; 3,77 µm [4] .
- Hidrogen iod (HI) - 4,39 µm [4] .
- Hidrocarburi - 3,3-3,5 µm, vibrații legătura C-H [5] .
- (CH4 ) - 3,33 um, 7,91 (±0,16) um pot fi de asemenea utilizaţi [8] ; 1,3 um; 1,65 um; 2,3 um; 3,2-3,5 um; aproximativ 7,7 µm [4] .
- Acetilenă (C2H2 ) - 3,07 um [ 4] .
- Propan (C3H8 ) - 1,68 microni ; 3,3 µm [4] .
- Clormetan (CH3CI ) - 3,29 um [4] .
- Apă ( H20 ) - 1,94 microni; 2,9 µm (sensibilitate încrucișată CO 2 ) [5] , 5,78±0,18 µm pot fi, de asemenea, utilizați pentru a elimina sensibilitatea încrucișată CO 2 [8] , 1,3 µm; 1,4 um; 1,8 µm [4] .
- Ozon (O 3 ) - 9,0 µm [5] , de asemenea 254 nm (UV) [4] .
- Peroxid de hidrogen (H 2 O 2 ) - 7,79 µm [4] .
- Amestecuri de alcooli inferiori - 9,5 ± 0,45 microni [8] .
- Formaldehidă (HCHO) - 3,6 microni [4] .
- Acid formic (HCOOH) - 8,98 microni [4] .
- Sulfura de carbonil (COS) - 4,87 µm [4] .
Note
- ↑ Unde dispersive . Universitatea din Saskatchewan . Akira Hirose. Preluat la 9 mai 2016. Arhivat din original la 4 aprilie 2009. (nedefinit)
- ↑ Surse de lumină senzor de gaz NDIR (link indisponibil) . Tehnologii Internaționale de Lumină . Preluat la 9 mai 2016. Arhivat din original la 5 decembrie 2012. (nedefinit)
- ↑ Seitz, Jason; Tong, Chenan. SNAA207 - LMP91051 Sistem de detectare a gazelor CO2 NDIR . — Texas Instruments, 2013.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Manual de materiale pentru senzori de gaz: proprietăți, avantaje și deficiențe ... - Ghenadii Korotcenkov - Google Books
- ↑ 1 2 3 4 5 6 Filtrele optice deschid noi utilizări pentru sistemele MWIR, LWIR | caracteristici | Iul 2014 | Spectre fotonice . Consultat la 17 septembrie 2017. Arhivat din original la 23 februarie 2018. (nedefinit)
- ↑ Copie arhivată (link nu este disponibil) . Consultat la 17 septembrie 2017. Arhivat din original la 16 septembrie 2017. (nedefinit)
- ↑ Continuous Infrared Analysis of N2O in Combustion Products (engleză) // JAPCA : journal. — Vol. 39 . - P. 721-726 . - doi : 10.1080/08940630.1989.10466559 .
- ↑ 1 2 3 Copie arhivată (link indisponibil) . Consultat la 17 septembrie 2017. Arhivat din original la 24 februarie 2018. (nedefinit)
Link -uri