इन्फ्रारेड गैस डिटेक्टर कार्य सिद्धांत
इन्फ्रारेड गैस डिटेक्टर एक आम तौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला गैस डिटेक्शन डिवाइस है जो इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रल रेंज के भीतर लक्ष्य गैस की अवशोषण विशेषताओं को मापकर गैस का पता लगाता है। इन्फ्रारेड गैस डिटेक्टरों में उच्च परिशुद्धता, तेज़ प्रतिक्रिया और अच्छी स्थिरता जैसे फायदे हैं, और इनका व्यापक रूप से औद्योगिक और पर्यावरण निगरानी क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।
इन्फ्रारेड गैस डिटेक्टर के कार्य सिद्धांत को सरलता से निम्नलिखित चरणों के रूप में संक्षेपित किया जा सकता है: इन्फ्रारेड प्रकाश स्रोत एक इन्फ्रारेड किरण उत्पन्न करता है, जिसे गैस कक्ष में मापी गई गैस के संचरण द्वारा पता लगाया जाता है, और फिर एक इन्फ्रारेड फ़िल्टर के माध्यम से इन्फ्रारेड डिटेक्टर तक पहुँचता है। इन्फ्रारेड डिटेक्टर प्राप्त इन्फ्रारेड प्रकाश संकेत को मापी गई गैस की सांद्रता से संबंधित विद्युत संकेत में परिवर्तित करता है, और फिर अंततः सांद्रता मान को प्रदर्शित या आउटपुट करने के लिए संकेत को बढ़ाता और संसाधित करता है।
इन्फ्रारेड गैस डिटेक्टरों में, इन्फ्रारेड लाइट स्रोत एक महत्वपूर्ण घटक है। दो सामान्य रूप से उपयोग किए जाने वाले इन्फ्रारेड लाइट स्रोत हैं: थर्मल रेडिएशन टाइप और सेमी कंडक्टिव टाइप। थर्मल रेडिएशन टाइप इन्फ्रारेड लाइट स्रोत आमतौर पर प्रतिरोध हीटिंग के माध्यम से इन्फ्रारेड विकिरण उत्सर्जित करने के लिए हीटिंग वायर, एमिटर या सिलिकॉन कार्बाइड जैसी सामग्रियों का उपयोग करते हैं। सेमी कंडक्टिव इन्फ्रारेड लाइट स्रोत आमतौर पर प्रकाश स्रोतों के रूप में इन्फ्रारेड लाइट-एमिटिंग डायोड (IR LED) का उपयोग करते हैं, जिनके कम बिजली और लंबे जीवनकाल जैसे फायदे हैं।
इन्फ्रारेड फ़िल्टर का कार्य प्रकाश की अन्य तरंगदैर्ध्य को परिरक्षित करते हुए इन्फ्रारेड प्रकाश को चुनिंदा रूप से प्रसारित करना है। परीक्षण की गई गैस की विशेषताओं और पहचान आवश्यकताओं के अनुसार, इन्फ्रारेड फ़िल्टर की विभिन्न तरंगदैर्ध्य का चयन किया जा सकता है। इन्फ्रारेड डिटेक्टरों का उपयोग फ़िल्टर के माध्यम से प्रेषित इन्फ्रारेड प्रकाश को प्राप्त करने और बाद की प्रक्रिया के लिए इन्फ्रारेड प्रकाश संकेतों को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है। आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले दो इन्फ्रारेड डिटेक्टर हैं: फोटोकंडक्टिव और थर्मोइलेक्ट्रिक। फोटोकंडक्टिव इन्फ्रारेड डिटेक्टर आमतौर पर फोटोइलेक्ट्रिक प्रभावों के माध्यम से इन्फ्रारेड प्रकाश संकेतों को परिवर्तित करने के लिए HgCdTe जैसी सामग्रियों का उपयोग करते हैं। थर्मोइलेक्ट्रिक इन्फ्रारेड डिटेक्टर इन्फ्रारेड प्रकाश संकेतों द्वारा उत्पन्न तापमान परिवर्तनों को मापकर सिग्नल रूपांतरण प्राप्त करते हैं।
इन्फ्रारेड गैस डिटेक्टर का उपयोग करते समय, पहला कदम इन्फ्रारेड प्रकाश के प्रति मापी गई गैस की अवशोषण विशेषताओं की पुष्टि करना है। जिस हद तक विभिन्न गैसें इन्फ्रारेड प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य को अवशोषित करती हैं, वह अलग-अलग होती है, इसलिए उपयुक्त फ़िल्टर और डिटेक्टरों का चयन करना महत्वपूर्ण है। दूसरे, संबंधित मापी गई गैस के लिए इन्फ्रारेड गैस डिटेक्टर को कैलिब्रेट करना आवश्यक है। अंशांकन प्रक्रिया के दौरान, ज्ञात सांद्रता के साथ मापी गई गैस का एक नमूना प्रदान करना और पता लगाने के परिणामों की सटीकता सुनिश्चित करने के लिए नमूने द्वारा उत्पन्न सिग्नल के आधार पर उपकरण की संवेदनशीलता और सीमा को समायोजित करना आवश्यक है।
व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, इन्फ्रारेड गैस डिटेक्टर अक्सर माप परिणामों को नेत्रहीन रूप से प्रदर्शित करने के लिए एलसीडी स्क्रीन या डिजिटल इंटरफेस से लैस होते हैं। साथ ही, कंप्यूटर या डेटा संग्रह उपकरणों को जोड़कर रिकॉर्डिंग और विश्लेषण के लिए डेटा प्रोसेसिंग सिस्टम में डेटा आउटपुट भी किया जा सकता है। इसके अलावा, कुछ उन्नत इन्फ्रारेड गैस डिटेक्टरों को अलार्म डिवाइस से भी लैस किया जा सकता है, जो गैस की असामान्य सांद्रता का पता चलने पर समय पर अलार्म जारी कर सकता है, जिससे सुरक्षा सुनिश्चित होती है।
संक्षेप में, इन्फ्रारेड गैस डिटेक्टर इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रल रेंज के भीतर लक्ष्य गैसों की अवशोषण विशेषताओं को मापकर गैस का पता लगाते हैं। इसका कार्य सिद्धांत इन्फ्रारेड प्रकाश स्रोत, इन्फ्रारेड फ़िल्टर और इन्फ्रारेड डिटेक्टर के सहक्रियात्मक प्रभाव पर आधारित है। इन्फ्रारेड गैस डिटेक्टर का उपयोग करते समय, मापी गई गैस की विशेषताओं के आधार पर उपयुक्त फ़िल्टर और डिटेक्टरों का चयन करना और उचित कार्य सीमा और संवेदनशीलता को कैलिब्रेट और सेट करना आवश्यक है।
