Войти
A недисперсный инфракрасный датчик (или NDIR-датчик ) - это простой спектроскопический датчик часто используется как детектор газа. Он не является дисперсионным в том смысле, что для разделения не используется дисперсионный элемент (например, призма или дифракционная решетка, которая часто присутствует в других спектрометрах ). (как монохроматор ) широкополосный свет в узкий спектр, подходящий для обнаружения газа. В большинстве датчиков NDIR используется широкополосный источник лампы и оптический фильтр для выбора узкополосной спектральной области, которая перекрывается с областью поглощения интересующего газа. В этом контексте узкая полоса пропускания может составлять 50–300 нм. Современные датчики NDIR могут использовать Микроэлектромеханические системы (MEM) или источники среднего ИК диапазона LED, с оптическим фильтром или без него.
NDIR-анализатор с одной двойной трубкой для CO и еще одна двойная трубка для углеводородов Основными компонентами датчика NDIR являются инфракрасный (ИК) источник (лампа), камера для образца или световая трубка, светофильтр и инфракрасный детектор. ИК-свет направляется через камеру для образца в сторону детектора. Параллельно есть еще одна камера с закрытым газом сравнения, обычно азотом. Газ в камере для проб вызывает поглощение определенных длин волн в соответствии с законом Бера – Ламберта, и затухание этих длин волн измеряется детектором для определения концентрации газа. Детектор имеет перед детектором оптический фильтр , который устраняет весь свет, за исключением длины волны, которую могут поглощать выбранные молекулы газа.
В идеале другие молекулы газа не поглощают свет на этой длине волны и не влияют на количество света, достигающего детектора, однако некоторая перекрестная чувствительность неизбежна. Например, многие измерения в ИК-области перекрестно чувствительны к H2O, поэтому такие газы, как CO2, SO2 и NO2, часто вызывают перекрестную чувствительность при низких концентрациях.
ИК сигнал от источник обычно прерывается или модулируется так, чтобы тепловые фоновые сигналы могли быть смещены от полезного сигнала.
Датчики NDIR для углекислого газа часто встречаются в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) единицы.
Конфигурации с несколькими фильтрами, установленными либо на отдельных датчиках, либо на вращающемся колесе, позволяют проводить одновременные измерения на нескольких выбранных длинах волн.
Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR), более сложная технология, сканирует широкую часть спектра, одновременно измеряя множество поглощающих частиц.
Одной из проблем датчиков NDIR является их большой размер и высокая стоимость, что делает их непригодными для встроенных приложений, интегрированных в другие системы. Миниатюрные источники ИК-излучения на основе микроэлектромеханических систем (MEMS) экспериментально применяются в системах NDIR с 2006 года и используются с 2016 года. Низкая энергия излучения MEMS означает, что необходима чувствительная детекторная схема на основе синхронизированного усиления. Другие полезные детекторы включают в себя те, которые используют микрофон MEMS для обнаружения взаимодействия инфракрасного излучения с газом.
Спектры поглощения некоторых газов в средней инфракрасной области Газы не имеют определенной длины волны обнаружения, скорее, есть области ИК-спектра, где обычно есть много тысяч близко расположенных линий поглощения. См. Базу данных Hitran для получения дополнительной информации.
