여러분이 모르는 기체로 가득한 환경에서 자신을 발견하는 것을 상상해보세요. 어떻게 가능한 위험이나 중요한 구성 요소를 빠르고 정확하게 식별할 수 있을까요?적외선 (IR) 분광술 은 독보적 인 "손자 표기 인식" 능력 으로 인해 가스 검출 에서 중요한 역할을 해 왔다많은 가스 분자는 적외선 스펙트럼 영역에서 좁고 중복되지 않는 특징적 흡수 대역을 가지고 있습니다. (2μm ~ 20μm),IR 센서가 진단 도구처럼 특정 가스를 정확하게 캡처하고 식별 할 수 있도록.
이 선택적 감수성은 적외선 가스 센서가 특정 가스 또는 가스 범주의 정확한 검출을 수행 할 수있게합니다. 중요한 것은 대부분의 IR 센서가 가스 흡수를 측정하여 작동한다는 것입니다.즉, 신호는 0 기체 농도에서도 지속됩니다.이 "신호 현존 = 실패" 특성은 적외선 가스 센서에 고유 한 "실패 안전"의 이점을 제공하여 시스템 신뢰성을 크게 향상시킵니다.
전형적인 상업용 적외선 가스 센서 시스템은 몇 가지 핵심 구성 요소의 정교한 통합입니다.
작동 작업 흐름은 적외선 빛이 가스 샘플 챔버를 통과 할 때 시작됩니다. 빔이 탐지기에 도달함에 따라 특정 파장의 가스 흡수로 인해 강도가 감소합니다.목표가스가 존재한다면, 탐지기는 신호 강도가 감소된 것을 기록합니다. 반대로 최대 신호 강도는 0 농도를 나타냅니다. 신호 약화 정도는 가스 농도와 직접 관련이 있습니다.
정확한 가스 검출의 열쇠는 파장 선택에 있습니다.전통적인 접근 방식은 프리즘이나 분광 격자 같은 분산 요소를 사용하여 광대역 IR 빛을 구성 파장으로 공간적으로 분리합니다. "분산 분리"로 알려진 방법그러나 연구 (Jacquinot P. 1954 J. Opt. Soc. Amer. 44, 761-765) 는 광적 필터가 IR 스펙트럼에서 분산 방법을 대량 순위로 능가한다는 것을 보여줍니다.
광적 필터는 타겟 파장을 정확하게 전송하면서 다른 파장을 차단합니다. 이 "무분산 적외선" (NDIR) 접근 방식은이산열망의 1000배나 100배나 더 큰이 장점은 NDIR를 현대 IR 가스 센서에서 지배적인 기술로 확립했으며 분산 시스템을 훨씬 뛰어넘는 성능을 제공합니다.
이론적 이점에도 불구하고 NDIR 센서는 실제 응용 분야에서 측정 오류를 일으킬 수있는 여러 가지 비 목표 요인에 직면합니다.
이러한 오류 출처에 대응하기 위해 NDIR 센서는 측정 채널과 참조 채널을 모두 포함하는 뛰어난 이중 채널 디자인을 사용합니다.참조 채널 필터는 목표 가스 흡수 대역에 인접한 파장을 전송중요한 것은, 모든 간섭 요인이 양 채널에 비슷하고 동시에 영향을 미친다는 것입니다. 측정 신호와 참조 신호 사이의 비율을 계산함으로써,이 일반적인 오류 출처가 효과적으로 취소됩니다., 안정적이고 신뢰할 수 있는 측정 결과를 제공합니다.
현대 NDIR 설계는 양 채널의 동일한 빔 경로를 보장함으로써 정확성을 더욱 향상시키고, 불균형 광 오염으로 인한 오류를 최소화합니다.전자적으로 변조된 광소와 첨단 디지털 신호 처리 알고리즘과 결합하면, 이 시스템은 가스 탐지 응용 프로그램에서 예외적인 장기 안정성과 신뢰성을 달성합니다.
