مبدأ العمل للكشف عن الغاز بالأشعة تحت الحمراء كيفية استخدام كاشف الغاز بالأشعة تحت الحمراء
كاشف الغاز بالأشعة تحت الحمراء هو جهاز اكتشاف الغاز شائع الاستخدام يكتشف الغازات عن طريق قياس خصائص امتصاص الغازات المستهدفة في النطاق الطيفي بالأشعة تحت الحمراء. تتمتع أجهزة الكشف عن الغاز بالأشعة تحت الحمراء بمزايا الدقة العالية والاستجابة السريعة والاستقرار الجيد ، وتستخدم على نطاق واسع في مجالات المراقبة الصناعية والبيئية.
يمكن تلخيص مبدأ عمل كاشف الغاز بالأشعة تحت الحمراء على النحو التالي: يولد مصدر الضوء بالأشعة تحت الحمراء شعاع الأشعة تحت الحمراء ، يتم اكتشافها عن طريق نقل الغاز المقاس في غرفة الغاز ، ثم يمر عبر مرشح الأشعة تحت الحمراء للوصول إلى كاشف الأشعة تحت الحمراء. يقوم كاشف الأشعة تحت الحمراء بتحويل إشارة ضوء الأشعة تحت الحمراء المستلمة إلى إشارة كهربائية تتعلق بتركيز الغاز المقاس ، ثم تضخّم الإشارة ومعالجتها لعرض أو إخراج قيمة التركيز أخيرًا.
في كاشفات الغاز بالأشعة تحت الحمراء ، يعد مصدر الضوء بالأشعة تحت الحمراء مكونًا رئيسيًا. تشمل مصادر الضوء بالأشعة تحت الحمراء الشائعة الاستخدام نوع الإشعاع الحراري ونوع أشباه الموصلات. تستخدم مصادر ضوء الأشعة تحت الحمراء الحرارية عادة مواد مثل أسلاك التدفئة أو البوابات أو كربيد السيليكون لإشعاع الأشعة تحت الحمراء من خلال تسخين المقاومة. عادةً ما تستخدم مصادر ضوء الأشعة تحت الحمراء في أشباه الموصلات الثنائيات التي تنبعث من الضوء بالأشعة تحت الحمراء (LEDs IR) كمصادر إضاءة ، والتي لها مزايا منخفضة الطاقة وعمر طويل.
تتمثل وظيفة مرشح الأشعة تحت الحمراء في نقل ضوء الأشعة تحت الحمراء بشكل انتقائي أثناء منع الضوء من الأطوال الموجية الأخرى. وفقًا لخصائص ومتطلبات الكشف عن الغاز الذي تم اختباره ، يمكن اختيار الأطوال الموجية المختلفة لمرشحات الأشعة تحت الحمراء. تُستخدم أجهزة الكشف عن الأشعة تحت الحمراء لتلقي ضوء الأشعة تحت الحمراء المنقولة عبر المرشحات وتحويل إشارة ضوء الأشعة تحت الحمراء إلى إشارة كهربائية للمعالجة اللاحقة. هناك نوعان شائع الاستخدام من أجهزة الكشف بالأشعة تحت الحمراء: الموصلات الضوئية والحرارية. تستخدم كاشفات الأشعة تحت الحمراء الضوئية عادة مواد مثل HGCDTE لتحويل إشارات الضوء بالأشعة تحت الحمراء من خلال التأثير الكهروضوئي. تحقق أجهزة الكشف عن الأشعة تحت الحمراء الحرارية تحويل الإشارة عن طريق قياس التغيرات في درجة الحرارة الناتجة عن إشارات الضوء بالأشعة تحت الحمراء.
عند استخدام كاشف الغاز بالأشعة تحت الحمراء ، فإن الخطوة الأولى هي تأكيد خصائص الامتصاص للغاز المقاس نحو الضوء بالأشعة تحت الحمراء. تختلف درجة امتصاص الأطوال الموجية المحددة للضوء الأشعة تحت الحمراء بين الغازات المختلفة ، لذلك يعد اختيار المرشحات والكاشفات المناسبة أمرًا بالغ الأهمية. ثانياً ، من الضروري معايرة كاشف الغاز بالأشعة تحت الحمراء إلى الغاز المقاس المقابل. أثناء عملية المعايرة ، من الضروري توفير عينة غاز من التركيز المعروف وضبط حساسية ومدى الأداة بناءً على الإشارة الناتجة عن العينة لضمان دقة نتائج الكشف.
في التطبيقات العملية ، غالبًا ما يتم تجهيز أجهزة الكشف عن الغاز بالأشعة تحت الحمراء بشاشات LCD أو واجهات رقمية لعرض نتائج القياس البديهية. في الوقت نفسه ، يمكن أيضًا إخراج البيانات إلى نظام معالجة البيانات للتسجيل والتحليل من خلال الاتصال بجهاز اكتساب الكمبيوتر أو البيانات. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا تزويد بعض كاشفات الغاز بالأشعة تحت الحمراء المتقدمة بأجهزة الإنذار. عندما يتم اكتشاف تركيزات غير طبيعية للغاز ، سيتم إصدار إنذار في الوقت المناسب لضمان السلامة.
