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(qū)都具有吸收帶，而很多年以來，紅外吸收的原理就已經(jīng)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(fā)展使得設(shè)計一種電源足夠低、體積較小的設(shè)備變?yōu)榭赡埽瑥亩沟每梢詫⒃摷夹g(shù)應(yīng)用于工業(yè)氣體探測產(chǎn)品。這些傳感器較之于燃燒式傳感器，具有一些重要的優(yōu)勢。其響應(yīng)速度非?？欤ㄒ话闵儆?0秒），維護價格低，核對簡單，使用了現(xiàn)代微處理器控制設(shè)備的自檢設(shè)備。它們還可被設(shè)計成不受任何已知“毒物”的影響，并且非?？煽浚铱稍诙栊源髿?、各種環(huán)境溫度、壓力及濕度狀態(tài)中成功作業(yè)。

一般而言，傳統(tǒng)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(qū)域或周邊。然而，近些年來，市場上已經(jīng)可以買到一些使用寬光束（或開路）的紅外和激光技術(shù)的儀表，這些光束可以覆蓋好幾百米的距離。早期的開路設(shè)計一般用于補足點探測，然而，其的第三代儀器卻經(jīng)常被用為主要的探測方法。已經(jīng)獲得相當成功的典型應(yīng)用包括FPSO、碼頭、裝料站／卸貨碼頭、管道、周邊監(jiān)測、海上鉆井平臺及LNG（液化天然氣）儲存區(qū)域。

早期設(shè)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(qū)域附近。儀器持續(xù)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(shè)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(shè)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(shù)／報警或偏向低刻度的氣體讀／故障。的第三代產(chǎn)品設(shè)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(shè)計中的一些相關(guān)問題,已經(jīng)通過使用共軸光學設(shè)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(tài)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(chǎn)生的干擾具有免疫作用。

開路探測器設(shè)計上測量了光束內(nèi)的總氣體分子數(shù)（即氣體數(shù)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。