ГОСТ Р 52350.29.2— 2010
Однакосуществует много случаев, когда наблюдается частичное наложениехарактеристических полос по
глощениягорючихгазовинегорючихвеществилидругихвеществ, определение которыхнетребуется, чаще всего
это вода идиоксид углерода. Если в ИК-датчике невозможно устранить наложение полос поглощения определя
емого и неопределяемых компонентов, то будет наблюдаться влияние неопределяемых компонентов на показа
ния ИК-датчика.
Инфракрасные датчики не искажают пробу, и им не требуется для работы присутствие кислорода. Выход
ной сигнал ИК-датчиков внаибольшей степени не зависит от скорости потока пробы. У такихдатчиков продолжи
тельный срок службы при отсутствии коррозии, загрязнения или механического повреждения.
Вследствие большого разнообразия конструкторских решений, реализованных в различных ИК-датчиках,
практически невозможно обобщить ихконструктивныеособенности. Однакоосновныеэлементы конструкцииопи
саны ниже.
Излучениеот источника проходит пооптическомупути ипослефильтрациидостигает приемникаоптическо
го излучения. Источником излучения может служить электрическая лампа накаливания или светодиод, излучаю
щий вближней инфракрасной областиспектра. Оптическая кювета, какправило, имеет небольшуюдлину. Вряде
случаевдлина оптической камерыможет бытьбольше30 см, вэтом случае необходимообеспечитьравномерный
потокпробывдоль всейдлины оптического пути. Кювета можетбыть открытой (или частично открытой, защищен
ной диффузионным барьером) или герметичной с отверстиями для входа и выхода пробы. Также в конструкции
ИК-датчика может быть предусмотрена сравнительная кювета наряду с рабочей.
Фильтрация ИК-излучения обеспечивается установкой фильтра между источником и приемником излуче
ния. Оптические фильтры представляют собой конструкциюна основе твердых оптических материалов, которые,
всвоюочередь, подразделяют на спектрально-селективные иотрезающие (с коротковолновойи длинноволновой
границей). Существуют также фильтры, представляющие собой герметичную кювету с оптически прозрачными
окнами, заполненную газом, спектр поглощения которого перекрывается со спектром поглощения
определяемо го вещества. Такойтип оптического фильтра применяютдля уменьшениявлияния неопределяемых
компонентов.
Как правило, поток излучения прерывается с определенной частотой для получения модулированного сиг
нала фотоприемника. В оптическом датчике обычно используют два диапазона длин волн, один из них — рабо
чий. совпадающийс характеристической полосой поглощенияопределяемоговещества, а другой — опорный, или
сравнительный, выбираемый в полосе прозрачности, т.е. в области ИК-спектра, где поглощение ИК-излучения
минимально. В качестве фотоприемников могут быть использованы фотодиоды, фотоумножители, фоторезис
торы. вакуумные фотоэлементы, полупроводниковые фотоприемники. оптико-акустические приемники, термооп-
тические емкостные системы (обычно с негативной фильтрацией), пироэлектрические приемники и т.д. В конст
рукции оптической кюветы иногда предусматривают оптоволоконные компоненты, предохраняющие от повреж
дения и коррозии чувствительные оптические элементы и обеспечивающие защиту анализируемой среды
от нагретых оптических и электрических элементов газоанализатора.
Газоанализаторы с ИК-датчиками. несмотря на разнообразив моделей, могут быть классифицированы
следующим образом:
a) специализированные газоанализаторы, снабженные системой пробоотбора:
b
) одноточечные газоанализаторы со встроенным ИК-датчиком. предназначенные для установки в потен
циально взрывоопасных средах: они могут иметь герметичные оптические кюветы со встроенным побудителем
расхода, либо частичнооткрытые кюветы, защищенныедиффузионнымбарьером, либо вряде случаев открытый
оптический канал фиксированной длины в атмосфере (так называемые трассовые газоанализаторы);
c) газоанализаторы, в которых ИК-излучение источника от блока управления направляется на приемник
оптического излучения с помощью гибкого оптического кабеля, обеспечивая дистанционное определение горю
чих газов— так называемые «световые трубки».
Конструкция ИК-датчиков принципиально позволяет использовать самодиагностикудля проверки чувстви
тельности к определяемому компоненту. Другие преимущества метода:
a) высокаястабильность;
b
) отсутствие неоднозначности показаний при концентрациях, превышающих НКПР;
c) устойчивостькотравлению;
d) менее частое техническое обслуживание благодаря самодиагностике. Автоматическая градуировка, воз
можность контроля исправности источника ИК-излучения и компенсации загрязнения оптики могут продлить вре
мя работыбез обслуживания. Однакоособое вниманиеследует уделятьсвоевременной очистке защитныхфиль
тров в газовом тракте, поскольку средства самодиагностики обычно не обнаруживают их загрязнения.
П ри м е ч а н и е — Трассовые ИК-газоанализагоры. имеющиеоткрытый оптический канал, отличаются от
других типов оборудования, упомянутых в настоящем стандарте, тем. что они не определяют содержание газа в
конкретной точке, а измеряют интегральноесодержание газа вдоль всего оптического пути. Следовательно, они
способны обнаруживать присутствие газа на большей площади, чем другие типы газоанализаторов. Однако по
своей природе они не различают ситуацию, при которой высокое содержание газа наблюдается на коротком
отрезке оптического пути от той, при которой малое содержание газа присутствуетна протяженном участке опти
ческого пути. и. следовательно, такие газоанализаторы несоответствуют требованиям
ГО С Т Р 52350.29.1.
60