Principio di funzionamento del rilevatore di gas a infrarossi
Il rilevatore di gas a infrarossi è un dispositivo di rilevamento di gas comunemente utilizzato che consente il rilevamento del gas misurando le caratteristiche di assorbimento del gas target all'interno dell'intervallo spettrale dell'infrarosso. I rilevatori di gas a infrarossi presentano vantaggi quali alta precisione, risposta rapida e buona stabilità e sono ampiamente utilizzati nei campi di monitoraggio industriale e ambientale.
Il principio di funzionamento di un rilevatore di gas a infrarossi può essere semplicemente riassunto nei seguenti passaggi: la sorgente di luce infrarossa genera un raggio infrarosso, che viene rilevato dalla trasmissione del gas misurato nella camera a gas, per poi raggiungere il rilevatore a infrarossi attraverso un sensore a infrarossi filtro. Il rilevatore a infrarossi converte il segnale di luce infrarossa ricevuto in un segnale elettrico correlato alla concentrazione del gas misurato, quindi amplifica ed elabora il segnale per visualizzare o emettere il valore di concentrazione.
Nei rilevatori di gas a infrarossi, la sorgente di luce infrarossa è un componente cruciale. Esistono due sorgenti di luce infrarossa comunemente utilizzate: il tipo a radiazione termica e il tipo semiconduttivo. Le sorgenti di luce infrarossa del tipo a radiazione termica utilizzano generalmente materiali come fili riscaldanti, emettitori o carburi di silicio per emettere radiazioni infrarosse attraverso il riscaldamento a resistenza. Le sorgenti luminose a infrarossi semiconduttive utilizzano in genere diodi emettitori di luce a infrarossi (LED IR) come sorgenti luminose, che presentano vantaggi come bassa potenza e lunga durata.
La funzione di un filtro a infrarossi è quella di trasmettere selettivamente la luce infrarossa schermando altre lunghezze d'onda della luce. A seconda delle caratteristiche e dei requisiti di rilevamento del gas testato, è possibile selezionare diverse lunghezze d'onda dei filtri a infrarossi. I rilevatori a infrarossi vengono utilizzati per ricevere la luce infrarossa trasmessa attraverso i filtri e convertire i segnali luminosi a infrarossi in segnali elettrici per la successiva elaborazione. Esistono due rilevatori a infrarossi comunemente usati: fotoconduttivo e termoelettrico. I rilevatori a infrarossi fotoconduttivi utilizzano generalmente materiali come HgCdTe per convertire i segnali di luce infrarossa attraverso effetti fotoelettrici. I rilevatori a infrarossi termoelettrici ottengono la conversione del segnale misurando le variazioni di temperatura generate dai segnali di luce infrarossa.
Quando si utilizza un rilevatore di gas a infrarossi, il primo passo è confermare le caratteristiche di assorbimento del gas misurato verso la luce infrarossa. Il grado in cui i diversi gas assorbono specifiche lunghezze d'onda della luce infrarossa varia, quindi la selezione di filtri e rilevatori appropriati è fondamentale. In secondo luogo è necessario calibrare il rilevatore di gas a infrarossi sul gas misurato corrispondente. Durante il processo di calibrazione, è necessario fornire un campione del gas misurato con una concentrazione nota e regolare la sensibilità e la portata dello strumento in base al segnale generato dal campione per garantire l'accuratezza dei risultati di rilevamento.
Nelle applicazioni pratiche, i rilevatori di gas a infrarossi sono spesso dotati di schermi LCD o interfacce digitali per visualizzare visivamente i risultati delle misurazioni. Allo stesso tempo i dati possono anche essere trasmessi al sistema di elaborazione dati per la registrazione e l'analisi collegando computer o dispositivi di raccolta dati. Inoltre, alcuni rilevatori di gas a infrarossi avanzati possono anche essere dotati di dispositivi di allarme, che possono emettere un allarme in modo tempestivo quando vengono rilevate concentrazioni anomale di gas, garantendo la sicurezza.
In sintesi, i rilevatori di gas a infrarossi rilevano il gas misurando le caratteristiche di assorbimento dei gas target all'interno dell'intervallo spettrale dell'infrarosso. Il suo principio di funzionamento si basa sull'effetto sinergico della sorgente di luce a infrarossi, del filtro a infrarossi e del rilevatore a infrarossi. Quando si utilizza un rilevatore di gas a infrarossi, è necessario selezionare filtri e rilevatori appropriati in base alle caratteristiche del gas misurato, nonché calibrare e impostare il range di lavoro e la sensibilità adeguati.
