Etiqueta: infrarrojos

Si piensa en un sensor de infrarrojos con una barrera óptica extendida varias veces, esto sería un sistema de detección de gases con barrera: las moléculas de gas que penetran en esta barrera causarán una absorción IR medible. Sistemas de detección de gases como este son algo como una barrera de luz para moléculas de gas. ¡Y no solo para unos pocos metros, esto es válido para longitudes de barreras de hasta 200 metros!

Este resultado fe medición (lectura) de una medida con barrera es un poco inusual. Mientras que el sistema óptico de un sensor de infrarrojos se supone homogéneamente con una concentración de gas definida, esto nunca es el caso con una barrera de detección larga.

Básicamente no se puede diferenciar si hay una concentración de gas alta a lo largo de una pequeña parte de la barrera o la mitad de la concentración a largo de dos veces el largo de la barrera: en ambos casos la señal de medida es la misma, porque cada molécula absorbente en la barrera contribuye a la señal de medida, independientemente de su distribución. Sin embargo, en aplicaciones especiales la probabilidad de que la nube de gas derive a través de la barrera es mayor que sea detectada por un detector puntual.

En términos de seguridad: uno abandona la medición de concentración habitual en aras de una mayor probabilidad de detección.

Ilustración: mientras que la nube de gas esté en el camino del haz hay una señal de medición, independientemente de la dilución en aire. Podemos decir que una barrera es un contador de moléculas independientemente de su distancia.

Así, un detector de barrera es un muy fiable indicador del peligro del gas que un equipo de medición de concentración. En aplicaciones con un alto riesgo de escapes de gas (por ejemplo exploración de gas natural) la información “presencia de gas” se considera suficiente para activar contramedidas de seguridad relevantes.

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El principio de medición es sencillo: los hidrocarburos absorben la radiación de infrarrojos (IR) en el rango de longitud de ondas de 3.3 a 3.5 micrómetros (µm), más o menos, dependiendo del espectro de absorción del gas en cuestión. Sin embargo, la atenuación de la radiación infrarroja es muy pequeña y un reto con respecto a la técnica de medición. Y, desafortunadamente, la reducción de la intensidad también puede ocurrir por otras circunstancias, por ejemplo por óptica contaminada o reducción de la intensidad de la fuente de radiación de infrarrojos.

La fuente de radiación de un sensor por infrarrojo es una lámpara de filamentos parpadeante, activada con bajo voltaje, teniendo un alto porcentaje de infrarrojos. Atravesando una ventana IR transparente esta radiación es dividida en dos partes mediante un divisor de rayos, una parte para el detector de medida, otra parte para el detector de referencia. Un detector consiste en un cristal piroeléctrico encapsulado que convierte la energía de la radiación recibida en un voltaje medible. Sin embargo, los detectores son diferentes debido a sus filtros de interferencia óptica: el cristal del detector de medida solo recibe por ejemplo radiación de 3.4 µm, y el detector de referencia de por ejemplo 4.0 µm de longitud de onda. Los gases generalmente no absorben a 4.0 µm. Así si ambos detectores detectan una energía de radiación reducida, ¡los gases probablemente no sean la causa! Por medio del detector de referencia es posible hacer que en cierto grado la medición no se vea afectada por la contaminación de la óptica e incluso automáticamente solicite mantenimiento preventivo.

Los transmisores IR están equipados con sensores IR de este tipo. La señal de medición de ambos detectores está condicionada en consecuencia y finalmente está disponible como una señal de 4 a 20-mA en la salida del transmisor. Debido a su larga vida los transmisores IR son preferidos en la medición industrial. A lo contrario que los sensores electroquímicos y de perla catalítica los detectores de sensores IR no entran contacto con los gases a detectar. Mientras que no haya condensación – y esto se inhibe mediante superficies calentadas – los transmisores IR funcionan tan bien que se les encuentra cada vez más en procesos de aplicaciones industriales.

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