รายละเอียดบล็อก

ทําไม ก๊าซ บาง ก๊าซ จึง "เห็น" แสง infra-red ในขณะ ที่ ก๊าซ บาง ก๊าซ ยัง ไม่ เห็น แสง infra-red?นี่ไม่ใช่เทคโนโลยีปิดบังของนิยายวิทยาศาสตร์ แต่เป็นฟิสิกส์พื้นฐาน ที่อยู่เบื้องหลังเครื่องวิเคราะห์แก๊สอินฟราเรดที่ไม่กระจายอุปกรณ์ที่ดูเหมือนลึกลับเหล่านี้ กลายเป็นเครื่องมือที่จําเป็นสําหรับการวิเคราะห์ปริมาณก๊าซในอุตสาหกรรมและการติดตามสิ่งแวดล้อมการบํารุงรักษาง่าย, และเหมาะสมสําหรับการวัดต่อเนื่อง

เครื่องวิเคราะห์ก๊าซอินฟราเรดที่ไม่กระจายเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ลักษณะการดูดซึมเชิงคัดเลือกของก๊าซเฉพาะเจาะจงที่ความยาวคลื่นอินฟราเรดเฉพาะเจาะจงหลักการพื้นฐานระบุว่า เมื่อแสงอินฟราเรดผ่านเซลล์ตัวอย่างที่มีโมเลกุลแก๊สเป้าโมเลกุลเหล่านี้ดูดซึมความยาวคลื่นเฉพาะของรังสีอินฟราเรด ระดับการดูดซึมสัมพันธ์ตรงกับปริมาณของก๊าซทําให้การวัดแสงอินฟราเรดที่ซึมซึมได้ เพื่อกําหนดระดับปริมาณปริมาณ.

เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการวิเคราะห์ก๊าซอื่น ๆ เทคโนโลยี NDIR มีข้อดีที่ชัดเจนรวมถึงโครงสร้างที่เรียบง่าย การบํารุงรักษาง่าย เวลาตอบสนองรวดเร็ว และความรู้สึกสูงประโยชน์เหล่านี้ได้นําไปสู่การนํามาใช้อย่างแพร่หลายการควบคุมกระบวนการอุตสาหกรรม การทดสอบการปล่อยก๊าซในรถยนต์ และการวินิจฉัยทางการแพทย์

เครื่องวิเคราะห์แก๊ส NDIR แบบมาตรฐานประกอบด้วยส่วนประกอบสําคัญหลายส่วน:

• แหล่งแสงอินฟราเรด:ส่งรังสีอินฟราเรดแบนด์ขยาย โดยทั่วไปใช้สายไนโครมหรืออุปกรณ์ทําความร้อนเซรามิก ความมั่นคงของแหล่งมีผลต่อความแม่นยําของการวัดโดยตรง
• เซลล์ตัวอย่าง:มีแก๊สเป้าหมายที่แสงอินฟราเรด ติดต่อกับโมเลกุลแก๊สกับเซลล์ที่ยาวกว่า เพิ่มความรู้สึก แต่อาจนํามาให้การแทรกแซงมากขึ้น.
• เครื่องกรองแสง:เลือกความยาวคลื่นอินฟราเรดเฉพาะเพื่อเพิ่มการเลือกและความรู้สึกในการวัดประเภททั่วไปประกอบด้วย เครื่องกรองรบกวน (การส่งผ่านที่สูงกว่า แต่แพง) และ เครื่องกรองดูดซึม (มีราคาถูกกว่า แต่มีการซื้อขายผลงาน).
• เครื่องตรวจจับ:การวัดความเข้มข้นของแสงอินฟราเรดหลังการดูดซึม ตัวเลือกประกอบด้วย เครื่องตรวจจับไฟฟ้าไฟฟ้า, เครื่องตรวจสอบความร้อน และ เครื่องตรวจจับอากาศแต่ละตัวที่ส่งผลกระทบต่อผลงานของตัววิเคราะห์ด้วยลักษณะความรู้สึกและการตอบสนองของพวกเขา.
• หน่วยประมวลผลสัญญาณ:เปลี่ยนแปลงผลิตของตัวตรวจจับเป็นการอ่านความเข้มข้นผ่านการขยายความเข้มข้น, การกรองและการแก้ไขอัลจอริทึม โดยทั่วไปใช้ไมโครโปรเซสเซอร์หรือวงจรบูรณาการเฉพาะเจาะจง
• เซลล์อ้างอิง (ไม่จํากัด)คอมพนันค่าตัวแปร เช่น ความเปลี่ยนแปลงของแหล่งและอุณหภูมิ ปกติจะเต็มไปด้วยก๊าซอินเทิร์ตในอินฟราเรด เช่น ไนโตรเจน
• เครื่องจักรเฮลิคอปเตอร์ (ไม่จํากัด)ปรับปรุงรังสีอินฟราเรด เพื่อแปลงสัญญาณ DC เป็น AC ปรับปรุงอัตราการต่อรองสัญญาณกับเสียง

เครื่องวิเคราะห์ NDIR ใช้กฎ Beer-Lambert ซึ่งอธิบายว่า ความเข้มข้นของแสงลดลงอย่างเร่งขัน กับความเข้มข้นและความยาวของเส้นทางเมื่อแสงอินฟราเรดความแรงเริ่มต้น I0 ผ่านเซลล์ตัวอย่างที่มีก๊าซเป้าหมายในปริมาณ c, ความแรงที่ส่ง I ดังนี้:

I = I0 exp ((-αcl)

โดย α เป็นสัมประสานการดูดซึมก๊าซ และ l คือความยาวเส้นทางทางแสง

กระบวนการวัดประกอบด้วย:

1. การปล่อยแสงอินฟราเรดจากแหล่ง
2. การปรับรังสีแบบไม่จํากัด ผ่านเครื่องฉีก
3. การปฏิสัมพันธ์ของแสงกับโมเลกุลก๊าซในเซลล์ตัวอย่าง
4. การเลือกความยาวคลื่นผ่านการกรองแสง
5. การวัดความเข้มข้นที่ตัวตรวจจับ
6. การประมวลผลสัญญาณเพื่อคํานวณปริมาณ
7. การแสดงความเข้มข้นสุดท้าย

กล่องไฟฟ้า ที่ มี ความ อ่อนโยน และ ราคา ถูก

เครื่องกันที่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ที่เปลี่ยนความต้านทานเมื่อถูกเผชิญกับแสงอินฟราเรด แม้ว่ามันจะง่ายและไม่แพง แต่มันมีความรู้สึกต่ําและตอบสนองช้ากว่าตัวเลือกอื่น ๆ

เครื่องนี้จะวัดความดันที่เกิดจากการอุ่นแก๊สจากการดูดซึมอินฟราเรด โดยห้องที่เต็มไปด้วยก๊าซที่มีเซ็นเซอร์เปลือกจุลภาพจะตรวจจับการปรับปรุงเปลือกที่เกิดจากความดันถึงแม้ว่ามันจะซับซ้อนและแพง, พวกเขามีความรู้สึกและการเลือกที่ดีเยี่ยม

ผสมก๊าซในโลกจริงมักมีองค์ประกอบที่รบกวนที่ดูดซึมความยาวคลื่นอินฟราเรดที่คล้ายกัน เครื่องวิเคราะห์ NDIR ใช้กลยุทธ์หลายวิธีเพื่อรักษาความแม่นยํา:

• การเลือกความยาวคลื่นการวัดที่การดูดซึมแก๊สเป้าหมายเป็นหลัก
• การใช้เครื่องกรองแสงแดนแคบ เพื่อแยกความยาวคลื่นเป้าหมาย
• การนําตัวตรวจสอบการชดเชยมาใช้ในการวัดและลบผลกระทบ
• การใช้การแก้ไขทางคณิตศาสตร์ ผ่านแบบจําลองการปรับขนาด

เทคโนโลยี NDIR ให้บริการหลายภาค:

• การติดตามสิ่งแวดล้อมการติดตามปนเปื้อนอากาศ เช่น CO2, CO, SO2 และ NOx
• การควบคุมอุตสาหกรรม:การจัดการปริมาณก๊าซในการเผาไหม้ การหมักและการใช้งานความบริสุทธิ์
• การทดสอบรถยนต์:การวัดส่วนประกอบของก๊าซออกรวมถึง CO, ไฮโดรคาร์บอน และ NOx
• การวินิจฉัยทางการแพทย์การติดตาม CO2 ทางเดินหายใจสําหรับการประเมินปอด
• การเกษตร:ปรับปรุงสภาพห้องเรือนกระจกให้ดีที่สุด โดยการติดตามก๊าซ
• อุตสาหกรรมอาหาร:การวิเคราะห์บรรยากาศบรรจุภัณฑ์เพื่อควบคุมคุณภาพ

เทคโนโลยีที่กําลังพัฒนาได้สัญญากับการปรับปรุง NDIR อย่างสําคัญ

• ขนาดเล็ก:เทคโนโลยี MEMS ทําให้การออกแบบที่กระชับกระชับและบูรณาการสําหรับการใช้งานที่กว้างขวาง
• ความสามารถที่ฉลาด:การวินิจฉัยตัวเอง, การปรับขนาด และการวัดแบบปรับตัวที่ผ่าน AI
• การทํางานที่ดีขึ้น:แหล่งไฟฟ้าอินฟราเรดใหม่ เครื่องตรวจจับและเครื่องกรอง เพื่อความรู้สึกและการเลือกที่ดีขึ้น
• การเชื่อมต่อ:การบูรณาการ IoT สําหรับการติดตามทางไกลและการแบ่งปันข้อมูล

เมื่อนวัตกรรมเหล่านี้ก้าวหน้า เครื่องวิเคราะห์แก๊ส NDIR จะยังคงขยายบทบาทในการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม การปรับปรุงอุตสาหกรรม และการวินิจฉัยสุขภาพ