發布日期：2022-10-09 點擊率：42
將紅外氣體傳感器應用在現有的催化燃燒原理氣體檢測儀上，快速替換催化燃燒原理傳感器，使氣體檢測設備廠家迅速得到換代升級產品，完成從催化燃燒原理到紅外檢測原理的轉變，向用戶提供高穩定性、抗干擾能力強、長壽命的紅外檢測原理高端產品。Dynament非色散紅外傳感器的推出將轉變可燃性氣體和CO2檢測的價值觀念并整體提高檢測水平。
檢測可燃性氣體的傳感器有催化燃燒和紅外吸收兩種原理，各生產廠家通常使用催化燃燒原理的傳感器，而很少使用價格較高，穩定性更好，準確度高，抗干擾能力強，適用惡劣環境、維護少、壽命長的紅外檢測原理傳感器。紅外檢測原理傳感器一般被視為檢測可燃性氣體的高端產品。但由于價格方面的因素，在實際應用中很難替代催化燃燒原理傳感器的檢測儀，并得以推廣。
可燃性氣體的檢測原理
催化燃燒原理傳感器包括一個惠斯通電橋結構，電橋測量橋(鉑金絲電橋)上涂有催化劑。測量時，在參比和測量電橋上施加電壓使之加熱從而發生催化燃燒反應，溫度大約是500℃或者更高。正常情況下，電橋是平衡的，V1=V2，輸出為零。
如果有可燃氣體存在，它的燃燒反應產生熱量，電橋溫度升高、電阻發生變化，而參比橋不變。兩個電橋之間產生壓差，輸出一個電壓信號，這個信號值同被測氣體的濃度成正比。
催化燃燒原理傳感器對大部分可燃性氣體都產生反應，它檢測的可燃氣濃度值是環境中各種可燃氣濃度的綜合值，同時這個燃燒反應是一個需要有氧氣參加的反應，即被檢測環境中的氧氣含量不能太低，當氧氣含量低于16%時它的檢測值就會偏低。另一個因素是當環境中存在含硅、氯、硫的化合物時，傳感器會發生中毒現象，使檢測的靈敏度嚴重降低甚至造成傳感器失效。
這種原理傳感器設計和制造相對簡單，因而價格較低，不同生產廠家的產品價格從幾十元到幾百元，進口傳感器每只也僅1 000元左右。但傳感器的穩定性較差，它只能檢測低于爆炸下限的可燃氣濃度，氣體濃度過高或長時間接觸低濃度氣體都會造成傳感器的靈敏度大幅度下降或損壞，正常情況下每半年須用標準氣體對傳感器進行一次校準(在特殊環境中，如中國的煤礦經常存在較低濃度的可燃氣，傳感器須每2周校準測試一次)。
紅外吸收原理檢測器是利用比耳-朗格紅外吸收定律，即不同氣體對特定波長的光有吸收，吸收的強度和氣體的濃度成正比。
這種紅外原理檢測器包括紅外光源發射和紅外光線接收兩部分以及外圍處理電路，各個生產廠家的設計思路不同，有對射式(一個發射和一個接收兩個部件)和反射式(通過光學反射鏡將發射出去的光線反射回來在同一個部件中)兩種方式。
傳統的紅外原理檢測器之所以不能稱為“傳感器”的原因就是，他們的檢測元件不是一個模塊或者說不能成為單獨的一個部分，它們的發射和接收或反射不是在同一個模塊內組成的，而是分成不同的部分，一般體積都較大。因為紅外吸收的是特定波長的光線，對光源或分光部件、光源的強度、穩定性的要求都很高，反射、接收部分也是要求極高的光學部件，因此價格一般都較為昂貴，所以使用和推廣在很大程度上受到限制。而且光學部件會被環境中的灰塵覆蓋，使透光或反射的強度降低，造成檢測器的故障報警，成為這種檢測器的一大缺陷。
非色散紅外原理NDIR(NonDispersiveInfrared)傳感器是最近幾年才面世的一種新技術。它大大降低了利用紅外原理檢測可燃性氣體和CO2氣體的成本，也使紅外原理檢測儀在檢測可燃性氣體領域的推廣成為可能，而且是今后實際應用的一個趨勢和方向。
這里我們稱之為傳感器，是因為它的體積很小，功能穩定，完全是一個可插拔的模塊。
非色散紅外原理是應用濾光片把紅外光分成所需要的一個很小波段的光譜線，被檢測的氣體對這個很小波段的光譜線吸收。這樣的傳感器一般包括：一個紅外發射光源、光通路(吸收區)、2個濾光片分光(1個檢測被測氣體需要的光譜波段、另1個作為不被被測氣體吸收的參比光譜波段)和接收轉換器幾個部分。
英國Dynament公司研發的最新型非色散紅外傳感器運用了非色散紅外技術，通過濾光片得到所需要的波段。非色散紅外傳感器改變了傳統紅外檢測器的結構，它不再使用單獨的光學部件，也沒有單獨的發射和接收部分，大大縮小了檢測儀的體積。非色散紅外傳感器除保持了穩定性、抗干擾性和長壽命等優點外，其獨特的結構還避免了粉塵對檢測的影響。
受價格因素的影響，目前檢測可燃性氣體的檢測儀大部分仍采用催化燃燒原理，與紅外原理檢測儀比較，其優勢非常明顯。
研發生產一種具有全部上述優點的紅外原理可燃氣體檢測儀，而且又具備競爭性價格，成為氣體檢測儀表廠家的一個夢想。這也是英國Dynament公司推廣使用非色散紅外原理傳感器的目的，它具有很高的性價比，對用戶的要求低，即在原生產的檢測儀的電路上稍加改動就完全把自己的產品更新成先進的氣體檢測儀表，更好的為企業生產服務。
非色散紅外原理傳感器的技術難題
濾光片是非色散紅外原理傳感器中的主要部件，由幾十層晶體結構組成，它的性能穩定性決定了整個傳感器檢測的穩定性。這種晶體結構的濾光片受溫度的影響很大，所以處理好濾光片受溫度影響的特性決定了傳感器的質量。研發技術人員通常使用溫度補償功能來解決濾光片受溫度影響的問題，因而傳感器的溫度補償功能成為研發、生產氣體檢測儀不可缺少的重要環節。由于每個紅外傳感器的晶體結構的濾光片受溫度變化影響的程度不同，如何做好溫度補償功能成為研發技術人員的一大難題。
每個晶體結構的濾光片的溫度特性都有差異，所以不能按同一溫度特性對不同的濾光片進行相同的溫度特性補償，只有專業技術人員通過詳細的性能檢測才能確定完成。但是由于溫度特性檢測是針對每一個濾光片進行的，很多的專業生產廠家不能自己完成。目前有些生產紅外傳感器的廠家在傳感器上為用戶提供一個溫度傳感器信號和一個氣體檢測傳感器信號，用戶須自己做溫度補償電路、處理溫度傳感器提供的信號以及對氣體檢測傳感器的濾光片進行溫度補償。這樣的溫度補償對用戶仍然是一種挑戰，即使技術力量很好的用戶也很難做出性能穩定的檢測儀表，這也成為很多生產氣體檢測儀的廠家對生產自己的紅外檢測儀望而卻步的原因。
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