Infrarooddetectietechnologie (IR) wordt gebruikt in een reeks toepassingen zoals landbouw, olie- en gaswinning, afvalbeheer, nutsbedrijven en voedsel- en drankproductie, om specifieke gassen te detecteren die IR-licht absorberen op karakteristieke golflengten. Een infrarode lichtstraal gaat door een gaswolk en op verzameloptieken waar hij wordt gesplitst en door filters naar infraroodsensoren wordt gestuurd.

Infraroodstralers in de sensor genereren bundels IR-licht die worden gemeten door foto-ontvangers. Koolwaterstofgasmoleculen absorberen licht bij 3,3 micron, kooldioxidemoleculen bij 4,25 micron en andere moleculen bij verschillende golflengten, zodat de bundelintensiteit wordt verminderd als er een geschikte concentratie absorberend gas aanwezig is. Een "referentie"-straal (rond 3,0 μm) wordt niet door gas geabsorbeerd en komt dus op volle sterkte bij de ontvanger aan. Het %LEL van het aanwezige gas wordt bepaald door de verhouding tussen de geabsorbeerde en de referentiebundel, gemeten door de foto-ontvangers.

Hoe werken IR Beam Sensors?

De infraroodstraalsensor gebruikts bijna identieke infrarood technologie, maar waar de zender en ontvangeriver zijn gescheiden door een afstand. Wwanneer een gas passeert tussen de twee en wordt geabsorbeerd door het IR-licht, twordt de "straal verbroken" en laat de ontvanger dit weten. Typisch voor infrarood open pad detectoren een enkele gasdetectiestraal 10m tot 200m in lengte.

Voordelen van infraroodstraalsensoren

• Infraroodstraaldetectoren hoeven niet in contact te komen met het gas om gedetecteerd te worden. Het gas hoeft niet naar hen toe te komen.
• De IR-sensoren reageren snel. Elk doelgas dat de straal kruist, wordt gedetecteerd
• Eén bundeldetector kan een gebied bestrijken, waardoor vele vastepuntdetectoren kunnen worden vervangen.
• Zij worden als veilig beschouwd vanwege het point-to-point-detectieprincipe
• Alle normale voor- en nadelen van IR-sensoren zijn van toepassing, waaronder fail to safe, geen vergiftiging, lange levensduur

Nadelen van infraroodstraalsensoren

• Als het erg mistig is, telt dat als een straalonderbreking en kan gas niet worden gedetecteerd totdat de mist is opgetrokken.
• Stralingsdetectoren kunnen soms vrij duur zijn, aangezien extra maatregelen moeten worden ontworpen om te voorkomen dat interactie met zonlicht of overmatige trillingen de ontvanger beïnvloeden en onnauwkeurigheden bij de aflezing veroorzaken.
• Kan geen waterstof detecteren

Waarom straaldetectie?

Bij de detectie van gassen is het gebruikelijk een gasdetector te bouwen, deze op een relevante plaats te installeren en te wachten tot het gas erheen komt om te worden gedetecteerd. Soms is dat onpraktisch omdat bepaalde werkgebieden om veiligheidsredenen vrijgehouden moeten worden, of omdat het gas dicht bij een lek gedetecteerd moet worden omdat de vertraging bij het bereiken van een detectiepunt onaanvaardbaar zou zijn voor een kritisch veiligheidsdoel. Onder deze omstandigheden is een gasdetectiesysteem dat door het risicogebied kan worden geleid vaak een goede optie.

Soms wordt het beter geacht een heel ingesloten volume te bestrijken met IR-detectoren met bundels in plaats van veel detectoren met vaste punten te gebruiken. Hetzelfde geldt voor draagbare laser methaan detectoren.

Een typische installatie is de installatie van 2 balken over de top van verscheidene turbines in een elektriciteitscentrale in plaats van vele detectiekoppen met vaste punten.

Hier worden 2 bundeldetectoren gebruikt in plaats van 23 gasdetectiekoppen met vaste punten om een vergelijkbare dekking mogelijk te maken. Gewoonlijk zijn bundeldetectoren ongeveer zesmaal zo duur als detectoren met vaste punten, waardoor de verschillen in systeemkosten marginaal zijn. Het is bekend dat sommige installaties, zoals grote drijvende FPSO-raffinaderijen, hun operationele gebieden hebben ontworpen rond hun gasdetectiesystemen met bundeldetectoren.

Bij het opsporen en bewaken van methaanlekken en -emissies met draagbare handapparatuur wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van laser-IR-detectiemethoden. Dit bespaart tijd omdat meerdere gebieden vanaf één plek kunnen worden geanalyseerd en vaak zonder toegang tot een gevaarlijk gebied, wat de veiligheid van de werknemers, de bijbehorende risicobeoordelingen en het papierwerk voor werkvergunningen ten goede komt.