热释电探测器气体分析

 大部分的气体都可以通过激发分子振动方式吸收红外辐射,不同的物质,红外辐射的吸收波长也不同。这一原理可以应用于非分光气体分析仪(NDIR气体分析)。分析仪由一个电子或者物理的调制红外光源,一个小型化的气室和一个热释电探测器组成。

在探测器的管帽上,封装了一片窄带滤光片(NBP),其透过波段正好是目标气体的吸收波段。 利用热学原理的探测器来检测气体,需要考虑气体混合物的透过率在一定的光谱范围之内。如果被测气体浓度为零,红外辐射能量将会直接到达探测器,探测器的信号达到最大值。如果气体浓度增加了,根据比尔朗伯定律,吸收的红外辐射也增加,探测器信号将会相应减小。

InfraTec的标准红外滤光片,例如,4.27微米中心波长(CWL)半峰宽(HPBW)170nm的二氧化碳(CO2)滤光片就是采用的这一原理来检测二氧化碳的。

InfraTec cuvette for gas analysis

多通道气体检测

NDIR气体分析是不能解决复杂的气体吸收光谱的,它所检测的是在滤光片带通范围内的所有气体吸收的平均信号。如果你需要的是这样一个装置,你会得到一个长时间稳定的,持续运行测试的工业气体分析仪。但是如果需要区分气体类型,或者是提高混合气体的测试灵敏度,则需要多通道产品。

传统的气体分析仪建立在滤光片转轮上,或者机械斩波结构上,需要非常快速响应的探测器(> 200 Hz)并且保证大的信号。所以我们可以提供集成JFET或者是CMOS运放的热释电探测器,都适用于电流模式。气体分析仪用的探测器(气体通道和掺比通道),通常是用电调制的光源。因此,需要非常稳定和高信噪比的探测器,特别是低频范围内。InfraTec也可以提供具有专利技术的内部分光结构,可以用于两通道和四通道,用于精确气体分析。

红外火焰传感器/红外火焰检测的探测器

LME-335/LME-336

测试通道,高能量,热补偿,低麦克风效应,单电源供电或者双电源供电

LIM-262/LIM-272

测试通道和掺比通道,热补偿,单电源或者双电源供电

Anesthesia Monitoring - Picture Credits: © Beerkoff / Fotolia.com

医疗气体分析

我们所吸入和呼出的空气也能反映我们的身体健康状况。例如,糖尿病、癌症或胃病-无需取血样,都可以通过无创呼吸道气体测量系统进行可靠的诊断。NDIR(非分光红外)气体分析也被用于对竞技运动员肺功能的诊断,以确定其肺部的功能。气体检测在医院也发挥着重要作用。气体探测器也用于控制手术室的麻醉气体和测量麻醉气体混合物成分。

Infrared Flame Sensor / Infrared Flame Monitoring - Picture Credits: © ttstudio / Fotolia.com

工业气体分析

红外探测器是工业中的基本设备,它们对爆炸性或对环境有害的气体泄漏进行监测,并用于测量工业废气以使其符合排放标准。另一个应用领域是物质元素分析。在该领域中,探测器被用来识别具有不同聚合状态的物质中的杂质,或在钢铁生产中用来保证钢铁合金的成分正确。在高温钻井作业中,红外探测器测量气体浓度并可提供有关钻井进展的信息。

InfraTec Gas Analysis - Safety Technology - Picture Credits: © Ingo Bartussek / Fotolia.com

安全技术

井下气体爆炸是采矿作业的一个主要风险。在这个过程中,甲烷和空气的混合物被点燃后发生爆炸。为了确保矿工的安全,对甲烷浓度进行实时的监测是至关重要的。哪怕是超低浓度的甲烷,使用红外探测器也能对其精准监测。探测器小巧的体积也可被用于便携式安全设备上,如移动式气体探测器。它们的应用领域包括对工作场所的气体检测和气体泄漏监测。

 InfraTec Gas Analysis - Environmental Protection - Picture Credits: © RomoloTavani / iStock

环境保护

热释电探测器可用于监测由光合作用引起的植物代谢过程。为了研究植物的吸收能力,对二氧化碳气体浓度的测量在这里尤显重要。红外传感器技术在汽车尾气分析中也发挥了重要作用。NDIR气体分析可以确保气体的排放符合废气排放标准并确定污染物等级。同时它能够测量所排放气体的浓度。

此外,这些探测器还可用于对工业、零售业或汽车行业中制冷剂的检测。作为检漏仪器的重要组成部分,它们能识别出对环境有害的制冷剂泄漏的位置,并及时启动相应措施以确保安全。

InfraTec Gas Analysis - Process Gases - Picture Credits: © sudok1 / AdobeStock

工艺气体

工艺气体的监测不仅对于过程控制的精确管理至关重要,对于员工而言也是不可缺少的安全保障。许多工艺气体是易燃易爆的,并属于温室气体。此外,为了提高经济效益,工艺气体的消耗量也应尽可能少之更少。特别是在技术含量较高的半导体生产过程中,都会产生气体和废气。因此,对其连续的监测是必不可少的。对室内空气的监测在化学或食品行业也起着决定性的作用。为了安全起见,对其所在环境气体的精准监测至关重要。

InfraTec Gas Analysis - Breath Alcohol Testing - Picture Credits: © OLYTHE

呼吸酒精检测

对司机呼出的酒精含量进行检测也是气体探测器的应用领域之一,它们甚至能检测到极低的呼气酒精浓度,并提供非常准确的读数,为警察在检查酒驾时提供滥用酒精或药物的证据。五分之一的工伤事故均可归因于酒后作业,而因酒精引起的交通事故的数量更是大家有目共睹的问题。因此,公共交通司机和火车司机在开始工作前必须接受酒精测试。

InfraTec Gas Analysis - Liquid Analysis - Picture Credits: © Ivan Balvan / iStock

液体分析

热释电探测器用于确保产品质量的一致性,并检查液体(如软饮料或牛奶)是否符合标准并达到限定值。无需取样,他们就能在生产过程中直接对各个成分的组成和浓度进行检测,例如,由此可以得出其中糖或乳糖的含量。同时它们也可以检测出对健康有害的物质。

InfraTec Gas Analysis - Radiation Measurement - Picture Credits: © Enes Evren / iStock

辐射检测

激光治疗 - 无论是皮肤科还是眼科医学 - 都要求最高的安全标准。因此,激光系统中会使用红外探测器。它们测量激光束发出的能量,并在病人治疗期间检查激光正确的功率输出。如果探测器检测到激光的强度过高,它就会立即关闭设备。借助红外检测,激光的能量波动实现了可调节。

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