Pyroelektrische Detektoren in der Gassensorik

InfraTec Küvette

Für die Gassensorik kann man sich zu Nutze machen, dass die Molekülschwingungen vieler chemischer Verbindungen Grundwellen im infraroten Wellenlängenbereich haben und deshalb IR-Strahlung absorbieren. Jede dieser Verbindungen hat ein charakteristisches Absorptionsspektrum.

Ein NDIR (Non Dispersive IR) Gasanalysator besteht aus einer elektrisch oder mechanisch modulierten IR-Quelle, einer Gasküvette und meist aus einem pyroelektrischen Detektor. Eine Auswerteelektronik berechnet aus der Signalspannung die Gaskonzentration. InfraTec bietet eine große Anzahl von Standard-IR-Schmalbandfiltern (NBP) an, die optimal auf die Absorptionseigenschaften des zu messenden Gases abgestimmt sind. Diese Filter sind bereits in die Kappe des pyroelektrischen Detektors integriert und vereinfachen die Entwicklung von Geräten zur Gasanalyse.

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Pyroelektrische Detektoren in der Flammensensorik

In der Flammensensorik erkennen pyroelektrische Detektoren Strahlung von brennenden Gasen, Flüssigkeiten oder Feststoffen und können diese anhand ihres charakteristischen IR-Spektrums identifizieren. Dabei wird die typische spektrale Ausstrahlung von brennenden organischen Materialien wie Holz, Erdgas, Öl oder Kunststoff erfasst.

Es werden zwei unabhängige Kriterien einer Flamme ausgewertet, um einen Fehlalarm durch die Sonne oder andere intensive Lichtquellen (Lichtbogenschweißen) auszuschließen:

  1. Eine typische Flamme ist (im Gegensatz zur Sonnenstrahlung) durch eine Flackerfrequenz zwischen 1 und 5 Hz gekennzeichnet.
  2. Eine Kohlenwasserstoffflamme erzeugt Verbrennungsgase des Kohlenstoffs CO und CO2. Deren Emissionsbanden liegen im infraroten Spektralbereich zwischen 4,0 und 4,8 µm Wellenlänge. Um ein hohes Signal zu erhalten, nutzt man breite IR-Bandpässe als Detektorfenster, die sowohl die Strahlungsemission von CO2 als auch von CO einschließen.
Flammendetektion mit pyroelektrischen Detektoren von InfraTec - Bildnachweis: © Duncan Noakes / Fotolia.com

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