红外原理探测器的工作原理

红外原理探测器的工作原理

很多可燃气体在光的电磁波谱的红外区都具有吸收带，而很多年以来，红外吸收的原理就已经是一种实验室分析工具了。然而，自20世纪80年代以来，电子学和光学的发展使得设计一种电源足够低、体积较小的设备变为可能，从而使得可以将该技术应用于工业气体探测产品。这些传感器较之于燃烧式传感器，具有一些重要的优势。其响应速度非常快（一般少于10秒），维护价格低，核对简单，使用了现代微处理器控制设备的自检设备。它们还可被设计成不受任何已知“毒物”的影响，并且非常可靠，且可在惰性大气、各种环境温度、压力及湿度状态中成功作业。

一般而言，传统的气体泄漏探测方法是点探测，使用一些单个传感器覆盖一个区域或周边。然而，近些年来，市场上已经可以买到一些使用宽光束（或开路）的红外和激光技术的仪表，这些光束可以覆盖好几百米的距离。早期的开路设计一般用于补足点探测，然而，其的第三代仪器却经常被用为主要的探测方法。已经获得相当成功的典型应用包括FPSO、码头、装料站／卸货码头、管道、周边监测、海上钻井平台及LNG（液化天然气）储存区域。

早期设计采用了双波长光束，*条光束波长与目标气体吸收带的峰值相一致，第二条参考光束则位于一个未被吸收的区域附近。仪器持续地对两个通过大气传送的信号进行比较，这两个信号的传送是通过向后反射器向后散射的射线，在更新的设计中更常见的，通过单个传送器和接收器。这两个信号比例的任何改变都是通过气体测量的。然而，该设计对来自雾中的干扰非常敏感，因为不同类型的雾可以提高或降低信号比例，并因此而错误地显示一个偏向高刻度的气体读数／报警或偏向低刻度的气体读／故障。的第三代产品设计使用了双带通滤波器，该滤波器具有两个参考波长（样品波长的两比边各一个），*弥补了所有类型的来自雾和雨的干扰。在原有设计中的一些相关问题,已经通过使用共轴光学设计消除由于光束部分被遮住而引起的错误报警而得到克服，而对脉冲氙灯和固态检波器的使用，则使仪器从整体上对日光或其他放射源如火炬烟囱、电弧焊或闪电等所产生的干扰具有免疫作用。

开路探测器设计上测量了光束内的总气体分子数（即气体数量）。这个值不同于在单点处所给出的通常浓度，且因此是在LEL仪表上表示出来的。