A tecnologia de detecção por infravermelhos (IR) é utilizada numa gama de aplicações para detectar gases específicos que absorvem a luz IR em comprimentos de onda característicos.
Um feixe de luz infravermelha passa através de uma nuvem de gás e para uma óptica de recolha onde é dividido e enviado através de filtros para sensores infravermelhos.
O feixe de "medição", com uma frequência de cerca de 3.3μm, é absorvido por moléculas de hidrocarbonetos gasosos, e a intensidade do feixe é reduzida. O feixe "de referência" (cerca de 3.0μm) não é absorvido pelo gás, pelo que chega ao receptor com toda a força. A %LEL do gás presente é determinada pela diferença de intensidade entre os feixes medidos pelo foto-receptor.
Os sensores IR são utilizados numa variedade de mercados, desde a agricultura, à gestão de resíduos, e são frequentemente utilizados especificamente em ambientes que fazem com que os sensores baseados em pelistores funcionem incorrectamente ou, em alguns casos, falhem. Os sensores IR sintonizados a 3,3 microns podem detectar muitos tipos de gás contendo ligações atómicas de hidrogénio a carbono (C-H), enquanto os sensores IR sintonizados a 4,25 microns podem detectar tipos de gás contendo dióxido de carbono (O=C=O).
Perigo
As emissões agrícolas de dióxido de carbono são uma preocupação tanto para a nossa atmosfera como para os trabalhadores do sector. Desde o fabrico de fertilizantes até ao armazenamento de alimentos e processos de embalagem, o dióxido de carbono é regularmente gerado, armazenado, transportado e utilizado, e, consequentemente, representa um risco contínuo de gás. Os sistemas comerciais de controlo das estufas podem ser utilizados para medir e controlar a temperatura e as concentrações de dióxido de carbono. O CO2 deve também ser monitorizado na suinicultura e avicultura durante os processos de atordoamento com gás. A digestão anaeróbica, e a produção de biogás, também requer a detecção precoce de gás através da detecção de dióxido de carbono e metano para manter o processo seguro. As emissões de metano devem ser monitorizadas a partir da agricultura e da produção de lacticínios.
Quando os resíduos são depositados em aterro, são gerados vários gases nocivos, incluindo COVs, metano e dióxido de carbono. Estes gases são criados através da acção de microrganismos, o que envolve a evaporação de compostos orgânicos voláteis, reacções químicas entre componentes de resíduos e acção microbiana. É agora obrigatório que os gases dos aterros sejam removidos destes locais para evitar o risco de explosão. Os dispositivos de detecção de gases podem ser incorporados em sistemas de processamento de gases de aterro, a fim de controlar facilmente estes gases, e a partir daí tomar decisões informadas sobre a sua remoção.
A falta de circulação do ar interior pode permitir o esgotamento do oxigénio e a acumulação de dióxido de carbono a níveis inseguros. A garantia de que o ar é seguro para respirar pode ser alcançada através da utilização de detectores de gás num espaço, para medir o teor de oxigénio e dióxido de carbono da sala.
Os sensores Pellistor, também conhecidos como sensores de esferas catalíticas, têm desvantagens por 4 razões: não funcionam em oxigénio zero, queimam em altas concentrações de combustível, envenenamento dos seus catalisadores, e envelhecimento dos sensores, pelo que foram desenvolvidos sensores infravermelhos para lidar com estas desvantagens e podem aumentar significativamente a segurança em condições em que os pelistores não reportariam a presença de gás. Os sensores infravermelhos tendem a ser utilizados para detectar dióxido de carbono e gases inflamáveis e fazem-no de forma fiável em muitos ambientes. Alguns analisadores de gases sensíveis de gama alta utilizam IR para detectar monóxido de carbono, refrigerantes, amoníaco, e mesmo dióxido de enxofre.
Em alguns cenários, os pelistores são propensos a envenenamento, em que têm uma perda irreversível de sensibilidade, ou inibição, que é uma perda reversível de sensibilidade, por uma gama de produtos químicos. Quando envenenado, um pellistor não produz nenhuma saída quando exposto a gás inflamável e, portanto, não entraria em alarme quando o ambiente se torna inseguro. Compostos contendo silício, chumbo, enxofre e fosfatos a apenas algumas partes por milhão (ppm) podem prejudicar o desempenho do pelistor. O fuligem, onde os pelistores são expostos a combustíveis altamente carregados de carbono, leva a depósitos de carbono no grânulo do pelistor activo que podem inibir ou mesmo bloquear a passagem de gás para o grânulo. Se expostos a níveis elevados de pelistores de gás inflamável podem encontrar "fuligem", mas isto não é recomendado como cura, porque causa outro problema onde as diferenças de temperatura localizadas ao longo do grânulo do pelistor causam a sua rachadura. Depois disso, esse grânulo de pellistor é perigoso de utilizar.
Os sensores IR não são afectados por outros gases e são adequados tanto para concentrações elevadas de gases como para a utilização em fundos inertes (sem oxigénio) onde os sensores de pellistor catalítico teriam um mau desempenho. Nota: a gama de concentração desejada deve ser verificada em relação à folha de dados do sensor para evitar problemas de saturação.
Os sensores IR não são susceptíveis de envenenamento, tornando-os ideais para a detecção de gases combustíveis em ambientes de baixo teor de oxigénio, tais como tanques de armazenamento de combustível durante a lavagem com gás inerte antes da manutenção, ou que ainda contêm altos níveis de vapores de combustível.
Muitos tipos de sensores IR também requerem menos potência do que os pelistores para funcionar, enquanto os pelistores requerem sempre grandes quantidades de potência para funcionar.
Os pellistores têm um tempo de vida limitado e podem fornecer leituras imprecisas se calibrados para um único tipo de gás alvo quando outro está presente.
A natureza à prova de falhas dos sensores IR, que alertam automaticamente para qualquer falha, proporciona uma camada adicional de segurança.
