วิธีการใช้เครื่องตรวจจับก๊าซอินฟราเรด
เครื่องตรวจจับก๊าซอินฟราเรดเป็นอุปกรณ์ตรวจจับก๊าซที่ใช้กันทั่วไปซึ่งตรวจจับก๊าซโดยการวัดลักษณะการดูดซับของก๊าซเป้าหมายในช่วงสเปกตรัมอินฟราเรด เครื่องตรวจจับก๊าซอินฟราเรดมีข้อได้เปรียบในด้านความแม่นยำสูง การตอบสนองที่รวดเร็ว และความเสถียรที่ดี และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการตรวจสอบทางอุตสาหกรรมและสิ่งแวดล้อม
หลักการทำงานของเครื่องตรวจจับก๊าซอินฟราเรดสามารถสรุปได้ดังนี้ แหล่งกำเนิดแสงอินฟราเรดจะสร้างลำแสงอินฟราเรดซึ่งตรวจจับได้โดยการส่งก๊าซที่วัดได้ในห้องแก๊สแล้วผ่านตัวกรองอินฟราเรดไปถึงเครื่องตรวจจับอินฟราเรด . เครื่องตรวจจับอินฟราเรดจะแปลงสัญญาณแสงอินฟราเรดที่ได้รับให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับความเข้มข้นของก๊าซที่วัดได้ จากนั้นจะขยายและประมวลผลสัญญาณเพื่อแสดงหรือส่งออกค่าความเข้มข้นในที่สุด
ในเครื่องตรวจจับก๊าซอินฟราเรด แหล่งกำเนิดแสงอินฟราเรดเป็นส่วนประกอบสำคัญ แหล่งกำเนิดแสงอินฟราเรดที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ ประเภทการแผ่รังสีความร้อนและประเภทเซมิคอนดักเตอร์ โดยทั่วไปแล้วแหล่งกำเนิดแสงอินฟราเรดของการแผ่รังสีความร้อนจะใช้วัสดุ เช่น ลวดทำความร้อน ตัวปล่อย หรือซิลิคอนคาร์ไบด์ เพื่อปล่อยรังสีอินฟราเรดผ่านการทำความร้อนแบบต้านทาน โดยทั่วไปแหล่งกำเนิดแสงอินฟราเรดของเซมิคอนดักเตอร์จะใช้ไดโอดเปล่งแสงอินฟราเรด (IR LED) เป็นแหล่งกำเนิดแสง ซึ่งมีข้อดีคือใช้พลังงานต่ำและมีอายุการใช้งานยาวนาน
หน้าที่ของฟิลเตอร์อินฟราเรดคือการเลือกส่งแสงอินฟราเรดไปพร้อมๆ กับการปิดกั้นแสงจากความยาวคลื่นอื่นๆ ตามคุณลักษณะและข้อกำหนดในการตรวจจับของก๊าซที่ทดสอบ สามารถเลือกความยาวคลื่นที่แตกต่างกันของตัวกรองอินฟราเรดได้ เครื่องตรวจจับอินฟราเรดใช้เพื่อรับแสงอินฟราเรดที่ส่งผ่านตัวกรอง และแปลงสัญญาณแสงอินฟราเรดเป็นสัญญาณไฟฟ้าสำหรับการประมวลผลในภายหลัง เครื่องตรวจจับอินฟราเรดที่ใช้กันทั่วไปมีสองประเภท: โฟโตคอนดักทีฟและเทอร์โมอิเล็กทริก เครื่องตรวจจับอินฟราเรดแบบโฟโตคอนดักทีฟมักใช้วัสดุ เช่น HgCdTe เพื่อแปลงสัญญาณแสงอินฟราเรดผ่านเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก เครื่องตรวจจับอินฟราเรดเทอร์โมอิเล็กทริกบรรลุการแปลงสัญญาณโดยการวัดอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากสัญญาณแสงอินฟราเรด
เมื่อใช้เครื่องตรวจจับก๊าซอินฟราเรด ขั้นตอนแรกคือการยืนยันคุณลักษณะการดูดกลืนแสงของก๊าซที่วัดได้ไปยังแสงอินฟราเรด ระดับการดูดกลืนแสงความยาวคลื่นเฉพาะของแสงอินฟราเรดจะแตกต่างกันไปตามก๊าซต่างๆ ดังนั้นการเลือกตัวกรองและเครื่องตรวจจับที่เหมาะสมจึงเป็นสิ่งสำคัญ ประการที่สอง จำเป็นต้องปรับเทียบเครื่องตรวจจับก๊าซอินฟราเรดกับก๊าซที่วัดได้ที่เกี่ยวข้อง ในระหว่างกระบวนการสอบเทียบ จำเป็นต้องจัดเตรียมตัวอย่างก๊าซที่มีความเข้มข้นที่ทราบ และปรับความไวและช่วงของเครื่องมือตามสัญญาณที่สร้างโดยตัวอย่าง เพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำของผลการตรวจจับ
ในการใช้งานจริง เครื่องตรวจจับก๊าซอินฟราเรดมักติดตั้งหน้าจอ LCD หรืออินเทอร์เฟซดิจิทัลเพื่อให้แสดงผลการวัดได้ง่าย ในเวลาเดียวกัน ข้อมูลยังสามารถส่งออกไปยังระบบประมวลผลข้อมูลเพื่อบันทึกและวิเคราะห์โดยเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์เก็บข้อมูล นอกจากนี้ เครื่องตรวจจับก๊าซอินฟราเรดขั้นสูงบางรุ่นยังสามารถติดตั้งอุปกรณ์แจ้งเตือนได้อีกด้วย เมื่อตรวจพบความเข้มข้นของก๊าซที่ผิดปกติ จะมีการส่งสัญญาณเตือนอย่างทันท่วงทีเพื่อความปลอดภัย
โดยสรุป เครื่องตรวจจับก๊าซอินฟราเรดสามารถตรวจจับก๊าซได้โดยการวัดคุณลักษณะการดูดซับของก๊าซเป้าหมายภายในช่วงสเปกตรัมอินฟราเรด หลักการทำงานของมันขึ้นอยู่กับผลการทำงานร่วมกันของแหล่งกำเนิดแสงอินฟราเรด ฟิลเตอร์อินฟราเรด และเครื่องตรวจจับอินฟราเรด เมื่อใช้เครื่องตรวจจับก๊าซอินฟราเรด จำเป็นต้องเลือกตัวกรองและเครื่องตรวจจับที่เหมาะสมตามลักษณะของก๊าซที่วัดได้ สอบเทียบและตั้งค่าช่วงการทำงานและความไวที่เหมาะสม
