خذ كاشف غاز يعمل بالأشعة تحت الحمراء كمثال لتوضيح مبدأ كاشف الغاز:
قياس طيف الامتصاص هذا يمكن أن يحدد نوع الغاز ؛ قياس شدة الامتصاص يمكن أن يحدد تركيز الغاز المقاس. كاشف الأشعة تحت الحمراء لديه مجموعة واسعة من الاستخدامات ، لا يمكنه فقط تحليل تركيبة الغاز ، ولكن أيضًا تكوين المحلول ، ولديه حساسية عالية ، واستجابة سريعة ، ومؤشر مستمر عبر الإنترنت ، ويمكنه أيضًا تشكيل نظام تنظيم. يتكون جزء الكشف من كاشف الغاز بالأشعة تحت الحمراء المستخدم بشكل شائع في الصناعة من نظامين بصريين متوازيين لهما نفس الهيكل.
أحدهما هو غرفة القياس والآخر هو الغرفة المرجعية. تفتح الغرفتان وتغلقان مسار الضوء في وقت واحد أو بالتناوب في فترة معينة من خلال لوحة القطع الخفيفة.
بعد إدخال الغاز المراد قياسه في غرفة القياس ، يتم امتصاص الضوء ذي الطول الموجي الفريد للغاز المراد قياسه ، وبالتالي تقليل التدفق الضوئي الذي يمر عبر المسار البصري لغرفة القياس ويدخل إلى غرفة استقبال الغاز بالأشعة تحت الحمراء . كلما زاد تركيز الغاز ، قل التدفق المضيء الذي يدخل غرفة استقبال الأشعة تحت الحمراء ؛ بينما يكون التدفق الضوئي الذي يمر عبر الغرفة المرجعية ثابتًا ، ويكون التدفق الضوئي الذي يدخل غرفة استقبال الأشعة تحت الحمراء ثابتًا أيضًا.
لذلك ، كلما زاد تركيز الغاز المقاس ، زاد الفرق في التدفق الضوئي الذي يمر عبر غرفة القياس والغرفة المرجعية. يُسقط هذا الاختلاف في التدفق الضوئي على خلية الهواء المستقبلة للأشعة تحت الحمراء بسعة اهتزاز دوري معين. تنقسم حجرة الغاز المستقبلة إلى نصفين بواسطة فيلم معدني بسمك عدة ميكرونات ، ويتم غلق غاز المكون المقاس بتركيز كبير في الغرفة ، والتي يمكنها امتصاص جميع الأشعة تحت الحمراء الواردة في نطاق الطول الموجي للامتصاص ، بحيث يصبح تدفق الضوء النابض يمكن تحويل التغيير الدوري لدرجة الحرارة إلى تغيير في الضغط وفقًا لمعادلة حالة الغاز ، ثم يتم اكتشافه بواسطة مستشعر سعوي ، ويشار إلى تركيز الغاز المقاس بعد التضخيم. بالإضافة إلى المستشعرات السعوية ، يمكن أيضًا استخدام مستشعرات الأشعة تحت الحمراء الكمومية التي تكتشف ضوء الأشعة تحت الحمراء مباشرةً ، كما تُستخدم مرشحات التداخل بالأشعة تحت الحمراء لاختيار الطول الموجي ويتم استخدام ليزر قابل للضبط كمصدر للضوء لتشكيل كاشف غاز جديد بالأشعة تحت الحمراء كامل الحالة الصلبة . يحتاج هذا الكاشف فقط إلى مصدر ضوء ، وغرفة قياس ، ومستشعر الأشعة تحت الحمراء لإكمال قياس تركيز الغاز. بالإضافة إلى ذلك ، إذا تم استخدام مجموعة من أقراص المرشح ذات الأطوال الموجية المختلفة ، فيمكن قياس تركيز كل غاز في الغاز متعدد المكونات في وقت واحد.
