Pyroelektrische Detektoren in der Gasanalyse
Eine große Anzahl von Gasen absorbiert die Infrarot-Strahlung durch intramolekulare Schwingungen. Für jedes spezifische Material hängt die Absorptionsstärke von der Wellenlänge der Infrarotstrahlung ab. Dieses Prinzip nutzt ein nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator (NDIR-Gasanalysator) für die Gasanalyse. Der Analysator besteht aus einer elektronisch oder mechanisch modulierten Infrarotquelle, einer Messküvette, durch die das zu messende Gas strömt, und einem pyroelektrischen Detektor.
In der Detektorkappe ist ein Schmalbandpassfilter (Narrow-Band-Pass-Filter) integriert, dessen Durchlassbereich der Absorptionswellenlänge des Zielgases entspricht. Mit dem thermischen Detektor wird in einer definierten Anordnung die Transmission des zu messenden Gasgemisches bestimmt. Ist das gesuchte Gas nicht enthalten, trifft die meiste Infrarotstrahlung auf den Detektor und das Signal ist maximal. Nimmt die Konzentration des Gases zu, erhöht sich die Absorption gemäß dem LAMBERT-BEER'schen Gesetz und das Signal verringert sich entsprechend.
Das Prinzip findet sich beispielsweise in Standard-Infrarotfiltern von InfraTec mit einer Zentralwellenlänge (central wavelength – CWL) von 4.27 µm und einer Halbwertsbreite (half-power bandwidth – HPBW) von 170 nm wieder. Sie eignen sich etwa zur Messung von Kohlenstoffdioxid (CO2).
Mehrkanalmessung
Die komplizierte Form der Gas-Absorptionsbanden kann durch die NDIR-Gasanalyse nicht aufgelöst werden. Deshalb erfolgt eine gemittelte Messung der Signale im Filterdurchlassbereich. Damit steht ein geräteseitig überschaubares, langzeitstabiles und vor allem kontinuierlich arbeitendes Messverfahren zur Gasanalyse zur Verfügung. Die Identifizierung der Gase und Querempfindlichkeiten in Gasgemischen erfordern vielfach auch spektral mehrkanalige Auswertungen.
Dafür verwendete mehrkanalige (Gas- und Referenzkanäle) Detektoren werden zur Analyse von Gasen vielfach durch elektrisch modulierbare Strahler beleuchtet. Sie müssen deshalb auch bei niedrigen Frequenzen eine hohe Stabilität und ein großes Signal-Rausch-Verhältnis aufweisen. InfraTec bietet hier auch Bauelemente an, bei denen durch eine patentierte Konstruktion das Licht einer einzigen Eintrittsöffnung geometrisch in zwei oder vier Kanäle geteilt wird. Damit ist eine äußerst präzise Gasanalyse möglich.
Pyroelektrische Detektoren für die Gasanalyse
LME-335/LME-336
Ein Messkanal, hohe Leistung, Temperaturkompensation, reduzierte Beschleunigungsempfindlichkeit, single oder split supply.
LIM-262/LIM-272
Ein Mess- und ein Referenzkanal, Temperaturkompensation, reduzierte Beschleunigungsempfindlichkeit, single oder split supply.
Praxisberichte über von Infrarot-Detektoren in der Gasanalyse
Fachartikel: Preiswerte optisch-elektronische Nase für biomedizinische Anwendungen
Artikel über die Entwicklung einer optisch-elektronischen Nase mit nicht-dispersivem Infrarot-Sensor (NDIR), die auf Anwendungen im Gesundheitswesen abzielen soll.
Fachartikel: Einsatz von Mehrkanal-Detektoren und Infrarot-Strahlern in der Gasanalyse
Die Detektion und Konzentrationsmessung von Gasen ist weltweit ein Standardverfahren im medizinischen und industriellen Bereich. Doch was ist bei der Auswahl der Komponenten zu beachten und was haben Mehrkanal-Detektoren und Infrarot-Strahler damit zu tun?
Detektorsuche
InfraTec bietet Ihnen fünf Produktgruppen mit rund 50 verschiedenen pyroelektrischen Detektoren. Wählen Sie Ihre passenden Infrarotdetektoren mit unserer detaillierten Detektorsuche.
