紅外原理探測器的工作原理

紅外原理探測器的工作原理

很多可燃氣體在光的電磁波譜的紅外區都具有吸收帶，而很多年以來，紅外吸收的原理就已經是一種實驗室分析工具了。然而，自20世紀80年代以來，電子學和光學的發展使得設計一種電源足夠低、體積較小的設備變為可能，從而使得可以將該技術應用于工業氣體探測產品。這些傳感器較之于燃燒式傳感器，具有一些重要的優勢。其響應速度非常快（一般少于10秒），維護價格低，核對簡單，使用了現代微處理器控制設備的自檢設備。它們還可被設計成不受任何已知“毒物”的影響，并且非常可靠，且可在惰性大氣、各種環境溫度、壓力及濕度狀態中成功作業。

一般而言，傳統的氣體泄漏探測方法是點探測，使用一些單個傳感器覆蓋一個區域或周邊。然而，近些年來，市場上已經可以買到一些使用寬光束（或開路）的紅外和激光技術的儀表，這些光束可以覆蓋好幾百米的距離。早期的開路設計一般用于補足點探測，然而，其的第三代儀器卻經常被用為主要的探測方法。已經獲得相當成功的典型應用包括FPSO、碼頭、裝料站／卸貨碼頭、管道、周邊監測、海上鉆井平臺及LNG（液化天然氣）儲存區域。

早期設計采用了雙波長光束，*條光束波長與目標氣體吸收帶的峰值相一致，第二條參考光束則位于一個未被吸收的區域附近。儀器持續地對兩個通過大氣傳送的信號進行比較，這兩個信號的傳送是通過向后反射器向后散射的射線，在更新的設計中更常見的，通過單個傳送器和接收器。這兩個信號比例的任何改變都是通過氣體測量的。然而，該設計對來自霧中的干擾非常敏感，因為不同類型的霧可以提高或降低信號比例，并因此而錯誤地顯示一個偏向高刻度的氣體讀數／報警或偏向低刻度的氣體讀／故障。的第三代產品設計使用了雙帶通濾波器，該濾波器具有兩個參考波長（樣品波長的兩比邊各一個），*彌補了所有類型的來自霧和雨的干擾。在原有設計中的一些相關問題,已經通過使用共軸光學設計消除由于光束部分被遮住而引起的錯誤報警而得到克服，而對脈沖氙燈和固態檢波器的使用，則使儀器從整體上對日光或其他放射源如火炬煙囪、電弧焊或閃電等所產生的干擾具有免疫作用。

開路探測器設計上測量了光束內的總氣體分子數（即氣體數量）。這個值不同于在單點處所給出的通常濃度，且因此是在LEL儀表上表示出來的。