Infrarood detectietechnologie (IR) wordt in een reeks toepassingen gebruikt om specifieke gassen te detecteren die IR-licht absorberen bij karakteristieke golflengten.
Een infrarode lichtstraal passeert door een gaswolk en op verzameloptieken waar hij wordt gesplitst en door filters naar infraroodsensoren wordt gestuurd.
De "meet"-bundel, met een frequentie van ongeveer 3,3 µm, wordt geabsorbeerd door koolwaterstofgasmoleculen, en de intensiteit van de bundel wordt gereduceerd. De "referentie"-bundel (ongeveer 3,0 µm) wordt niet door het gas geabsorbeerd en komt dus op volle sterkte bij de ontvanger aan. Het %LEL aanwezig gas wordt bepaald door het verschil in intensiteit tussen de stralen, gemeten door de foto-ontvanger.
IR-sensoren worden gebruikt in diverse markten, van landbouw tot afvalbeheer, en worden vaak specifiek gebruikt in omgevingen waar pellistor-gebaseerde sensoren niet goed functioneren of in sommige gevallen uitvallen. IR-sensoren die zijn afgestemd op 3,3 micron kunnen veel gassoorten detecteren die atoombindingen van waterstof en koolstof (C-H) bevatten, terwijl IR-sensoren die zijn afgestemd op 4,25 micron gassoorten kunnen detecteren die kooldioxide (O=C=O) bevatten.
Gevaar
De uitstoot van kooldioxide in de landbouw is een bron van zorg voor zowel onze atmosfeer als de werknemers in de sector. Van de productie van meststoffen tot de opslag en verpakking van voedsel, kooldioxide wordt regelmatig gegenereerd, opgeslagen, getransporteerd en gebruikt, en vormt bijgevolg een permanent gasrisico. Commerciële controlesystemen voor broeikassen kunnen worden gebruikt om de temperatuur en de kooldioxideconcentraties te meten en te regelen. Ook in de varkens- en pluimveehouderij moet CO2 worden bewaakt tijdens gasbedwelmingsprocessen. Anaërobe vergisting en de productie van biogas vereisen ook vroegtijdige gasdetectie door middel van kooldioxide- en methaandetectie om het proces veilig te houden. Methaanemissies uit de landbouw en de melkveehouderij moeten worden bewaakt.
Wanneer afval op een stortplaats wordt gedeponeerd, ontstaat een aantal schadelijke gassen, waaronder VOS, methaan en kooldioxide. Deze gassen ontstaan door de werking van micro-organismen, waarbij vluchtige organische stoffen verdampen, chemische reacties tussen afvalcomponenten optreden en microbiële actie plaatsvindt. Het is nu verplicht om stortplaatsgassen van deze locaties te verwijderen om het risico van een explosie te voorkomen. Gasdetectieapparatuur kan in stortplaatsgasverwerkingssystemen worden ingebouwd om deze gassen gemakkelijk te monitoren, en van daaruit weloverwogen beslissingen te nemen over de verwijdering ervan.
Een gebrek aan luchtcirculatie binnenshuis kan leiden tot zuurstofgebrek en kooldioxideophoping tot onveilige niveaus. Om ervoor te zorgen dat de lucht veilig is om in te ademen, kunnen gasdetectoren in een ruimte worden gebruikt om het zuurstof- en kooldioxidegehalte van de ruimte te meten.
Pellistorsensoren, ook bekend als katalytische kralensensoren, hebben om 4 redenen nadelen: zij werken niet bij nul zuurstof, branden door bij hoge brandstofconcentraties, vergiftigen hun katalysatoren en verouderen de sensor. Daarom werden infraroodsensoren ontwikkeld om deze nadelen aan te pakken en kunnen zij de veiligheid aanzienlijk verhogen in omstandigheden waarin pellistors de aanwezigheid van gas niet zouden kunnen melden. IR-sensoren worden meestal gebruikt voor de detectie van kooldioxide en brandbare gassen en doen dat op betrouwbare wijze in vele omgevingen. Sommige gevoelige high-end gasanalysatoren gebruiken IR voor de detectie van koolmonoxide, koelmiddelen, ammoniak en zelfs zwaveldioxide.
In sommige omgevingen zijn pellistors gevoelig voor vergiftiging, waarbij ze een onomkeerbaar verlies van gevoeligheid vertonen, of inhibitie, wat een omkeerbaar verlies van gevoeligheid is, door een reeks chemicaliën. Wanneer een pellistor vergiftigd is, produceert hij geen output wanneer hij wordt blootgesteld aan ontvlambaar gas, en zou hij dus niet in alarm gaan wanneer de omgeving onveilig wordt. Verbindingen die silicium, lood, zwavel en fosfaten bevatten in slechts enkele delen per miljoen (ppm) kunnen de prestaties van pellistors aantasten. Roetvorming, waarbij pellistors worden blootgesteld aan brandstoffen met een hoge koolstofconcentratie, leidt tot koolstofafzetting op de actieve pellistorkorrel, waardoor de doorgang van gas naar de korrel kan worden belemmerd of zelfs geblokkeerd. Bij blootstelling aan hoge concentraties brandbaar gas kunnen pellistors "roeten", maar dit wordt niet aanbevolen als remedie, omdat het een ander probleem veroorzaakt, waarbij de plaatselijke temperatuurverschillen in de pellistorkern ertoe leiden dat deze gaat barsten. Daarna is die pellistor kraal gevaarlijk om te gebruiken.
IR-sensoren worden niet beïnvloed door andere gassen en zijn geschikt voor zowel hoge gasconcentraties als gebruik in inerte (zuurstofvrije) omgevingen waar katalytische pellistorsensoren slecht zouden presteren. Opmerking: het gewenste concentratiebereik moet worden gecontroleerd aan de hand van het gegevensblad van de sensor om verzadigingsproblemen te voorkomen.
IR-sensoren zijn niet gevoelig voor vergiftiging, waardoor ze ideaal zijn voor de detectie van brandbare gassen in zuurstofarme omgevingen, zoals brandstofopslagtanks tijdens het spoelen met inert gas vóór het onderhoud, of die nog steeds hoge niveaus van brandstofdampen bevatten.
Veel IR-sensortypes hebben ook minder stroom nodig dan pellistors om te werken, terwijl pellistors altijd veel stroom nodig hebben om te functioneren.
Pellistors hebben een beperkte levensduur en kunnen onnauwkeurige aflezingen geven als ze worden gekalibreerd op één enkel doeltype gas terwijl een ander aanwezig is.
Het faalveilige karakter van IR-sensoren, die u automatisch waarschuwen bij een storing, biedt een extra veiligheidslaag.
