इन्फ्रारेड गैस डिटेक्टर के संचालन का सिद्धांत
इन्फ्रारेड गैस डिटेक्टर आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला गैस डिटेक्शन उपकरण 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 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 इन्फ्रारेड के माध्यम से इन्फ्रारेड डिटेक्टर तक पहुंचता है। फ़िल्टर. इन्फ्रारेड डिटेक्टर प्राप्त इन्फ्रारेड लाइट सिग्नल को मापी गई गैस की सांद्रता से संबंधित विद्युत सिग्नल में परिवर्तित करता है, और फिर अंततः सांद्रता मूल्य को प्रदर्शित या आउटपुट करने के लिए सिग्नल को प्रवर्धित और संसाधित करता है।
इन्फ्रारेड गैस डिटेक्टरों में, इन्फ्रारेड प्रकाश स्रोत एक महत्वपूर्ण घटक है। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले दो अवरक्त प्रकाश स्रोत हैं: थर्मल विकिरण प्रकार और अर्ध प्रवाहकीय प्रकार। थर्मल विकिरण प्रकार के अवरक्त प्रकाश स्रोत आमतौर पर प्रतिरोध हीटिंग के माध्यम से अवरक्त विकिरण उत्सर्जित करने के लिए हीटिंग तारों, उत्सर्जकों या सिलिकॉन कार्बाइड जैसी सामग्रियों का उपयोग करते हैं। अर्ध प्रवाहकीय अवरक्त प्रकाश स्रोत आमतौर पर प्रकाश स्रोतों के रूप में अवरक्त प्रकाश उत्सर्जक डायोड (आईआर एलईडी) का उपयोग करते हैं, जिनके कम बिजली और लंबे जीवनकाल जैसे फायदे हैं।
इन्फ्रारेड फिल्टर का कार्य प्रकाश की अन्य तरंग दैर्ध्य को ढालते हुए चुनिंदा रूप से इन्फ्रारेड प्रकाश संचारित करना है। परीक्षण की गई गैस की विशेषताओं और पहचान आवश्यकताओं के अनुसार, इन्फ्रारेड फिल्टर के विभिन्न तरंग दैर्ध्य का चयन किया जा सकता है। इन्फ्रारेड डिटेक्टरों का उपयोग फिल्टर के माध्यम से प्रेषित इन्फ्रारेड प्रकाश प्राप्त करने और बाद के प्रसंस्करण के लिए इन्फ्रारेड प्रकाश संकेतों को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले दो इन्फ्रारेड डिटेक्टर हैं: फोटोकंडक्टिव और थर्मोइलेक्ट्रिक। फोटोकंडक्टिव इन्फ्रारेड डिटेक्टर आमतौर पर फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव 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 परिवर्तन को मापकर सिग्नल रूपांतरण प्राप्त करते हैं।
इन्फ्रारेड गैस डिटेक्टर का उपयोग करते समय, पहला कदम इन्फ्रारेड प्रकाश की ओर मापी गई गैस की अवशोषण विशेषताओं की पुष्टि करना है। विभिन्न गैसों द्वारा अवरक्त प्रकाश की विशिष्ट तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करने की डिग्री अलग-अलग होती है, इसलिए उपयुक्त फिल्टर और डिटेक्टरों का चयन करना महत्वपूर्ण है। दूसरे, इंफ्रारेड गैस डिटेक्टर को संबंधित मापी गई गैस में कैलिब्रेट करना आवश्यक है। अंशांकन प्रक्रिया के दौरान, ज्ञात सांद्रता के साथ मापी गई गैस का एक नमूना प्रदान करना आवश्यक है, 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 दृश्य रूप से प्रदर्शित करने के लिए एलसीडी स्क्रीन या डिजिटल इंटरफेस से लैस होते हैं। साथ ही, कंप्यूटर या डेटा संग्रह उपकरणों को जोड़कर डेटा को रिकॉर्डिंग और विश्लेषण के लिए डेटा प्रोसेसिंग सिस्टम में आउटपुट भी किया जा सकता है। इसके अलावा, कुछ उन्नत इन्फ्रारेड गैस डिटेक्टरों को अलार्म उपकरणों से भी सुसज्जित किया जा सकता है, जो सुरक्षा सुनिश्चित करते हुए गैस की असामान्य सांद्रता का पता चलने पर समय पर अलार्म जारी कर सकते हैं।
संक्षेप में, इन्फ्रारेड गैस डिटेक्टर इन्फ्रारेड वर्णक्रमीय सीमा के भीतर लक्ष्य गैसों की अवशोषण विशेषताओं को मापकर गैस का पता लगाते हैं। इसका कार्य सिद्धांत इन्फ्रारेड प्रकाश स्रोत, इन्फ्रारेड फिल्टर 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 फिल्टर और डिटेक्टरों का चयन करना और उचित कार्य सीमा और संवेदनशीलता को कैलिब्रेट करना और सेट करना आवश्यक है।
