كيف يعمل NDIR
كيف يعمل مستشعر NDIR
وصف الوظيفة للمهتمين بالتكنولوجيا
مستشعر الأشعة تحت الحمراء غير المشتت (NDIR) هو مستشعر أشعة تحت حمراء غير مشتت، يتكون من ثنائي باعث للأشعة تحت الحمراء كمصدر للضوء، ومرشح طول موجي بصري، وكاشف للأشعة تحت الحمراء. ينتشر الهواء المحيط عبر غشاء إلى حجرة. لكل غاز طول موجي خاص به في طيف الأشعة تحت الحمراء، مما يسمح له بامتصاص الضوء على النحو الأمثل. يُقاس المدى كهروضوئيًا، مما يوفر مرجعًا للتركيز الحالي. يضمن المرشح البصري تقييم الطيف الضيق المطلوب فقط. يُحاط خليط الهواء النقي بحجرة ثانية.
يُجرى القياس نفسه الآن بالتناوب في الحجرتين بتردد نبضي منخفض يقل قليلاً عن 1 هرتز. تؤثر المؤثرات الخارجية، مثل درجات الحرارة، على كلتا الحجرتين، وبالتالي يتم تعويضها إلى حد كبير، حيث يُقيّم الفرق بينهما فقط. يُحوّل نظام متحكم دقيق قوي تيارات الكاشف المنخفضة أولاً إلى جهد، والذي يُحوّل بدوره إلى إشارات رقمية بواسطة محول AD. تُجرى هنا عملية ترشيح أولية، للتحقق من صحة الإشارات، وتسوية التغيرات القوية والسريعة، والتي قد تكون غير عادية، واستبدالها بقيم وسيطة. تُربط قيم جهد القراءة بعد ذلك بتركيز يُعبّر عنه بوحدة جزء في المليون (ppm) وفقًا لمرجع داخلي، وتُخرج كإشارة مستمرة مُعدّلة بعرض النبضة.
باستخدام مرشح تمرير منخفض تناظري، تُحوَّل النبضات إلى جهد تيار مستمر مُعَدَّل، محققةً بذلك حوالي 1 ملي فولت لكل جزء في المليون. يحتوي الهواء النقي على حوالي 400 جزء في المليون من ثاني أكسيد الكربون، لذا يُفترض أن يُخرِج المستشعر حوالي 0.4 فولت في الهواء النقي، وهو ما يُوازي تقريبًا ما يُعرِضه جهاز التحذير GX-A1. ولأن جهاز GX-A1 مُزوَّد بمرشح إشارة إضافي لتنعيم الإشارة ومنع الإنذارات الكاذبة، يُمكن الحصول على قراءات تتراوح بين 0.2 و0.6 فولت.
جميع أجهزة كشف الغاز من شركة Elektrotechnik Schabus هي في الواقع أجهزة تحذير وليست أجهزة قياس، لذا فإن هذا الانحراف مقبول ولا يُشكل خطأً. تُعرض القيم لتحديد الاتجاهات ولتحديد ما إذا كانت إجراءات التهوية، على سبيل المثال، تُحقق التأثير المطلوب. تنتقل أجهزة كشف الغاز من شركة ES إلى الإنذار المسبق عند 2 فولت، إذا كان ذلك مُضمنًا في الجهاز، وإلى الإنذار الرئيسي عند 2.5 فولت. عندها، تُشغل أي مُرحّلات قد تكون موجودة، وتُصدر أجهزة الاستشعار الكهروضغطية المدمجة نغمات تحذيرية عالية. تتوافق هذه العتبات مع حوالي 2000 و2500 جزء في المليون. هذه القيم أقل بكثير من الحدود التي تُصبح عندها خطرة على البشر. على سبيل المثال، يبلغ الحد الأقصى لتركيز ثاني أكسيد الكربون في مكان العمل (MAK) في ألمانيا لمدة 8 ساعات 5000 جزء في المليون. لذلك، يُعد الكاشف المزود بمستشعر GX-DS نظام إنذار مبكر.
