Come funzionano i sensori di gas a infrarossi?

I sensori di gas a infrarossi si basano sulle caratteristiche di numerosi gas tossici e infiammabili, che presentano bande di assorbimento della luce con la stessa frequenza degli infrarossi. A partire da tale peculiarità sono stati progettati e messi a punto dei sensori che permettono di ottenere delle misure che, rispetto a quelle conseguite con i sensori catalitici, dipendono in misura minore delle condizioni ambientali, e in particolare dall’umidità e dalla temperatura. Altri pregi connessi a questa soluzione sono rappresentati dal fatto che i sensori a infrarossi non possono essere “avvelenati” e, in più, offrono una selettività eccellente.

Il funzionamento di tali dispositivi è connesso all’assorbimento di energia, da parte del gas esaminato, nello spettro infrarosso: in questo modo si concretizza una variazione di energia assorbita da un ricevitore di raggi infrarossi. Il sensore è di per sé selettivo dal momento che a una banda di lunghezze d’onda specifica corrisponde un certo gas rispetto al quale il sensore si dimostra più sensibile. Si distingue tra rivelatori puntuali e rivelatori per spazi aperti, a seconda che il sensore sia collocato in una camera di campionamento per diffusione o all’aperto, a una determinata distanza dall’emettitore. Il rivelatore per spazio aperto, tuttavia, non è in grado di distinguere tra le basse concentrazioni su grandi distanze e le alte concentrazioni su piccole distanze: è questo il motivo per il quale esso viene impiegato unicamente per la rilevazione della presenza di un certo gas in un’area specifica, senza che sia richiesta la misurazione della concentrazione.

I sensori a infrarossi costituiscono una scelta inevitabile per le misurazioni di anidride carbonica ma, al tempo stesso, non hanno la capacità di rilevare l’idrogeno. La presenza di vapore acqueo è una condizione che influenza in modo significativo le misure, e lo stesso dicasi per le variazioni di temperatura: si tratta di dati a cui si deve porre rimedio con condizionamenti del campione di gas o con compensazioni ad hoc. I sensori offrono una stabilità molto elevata anche per periodi di tempo lunghi e possono essere provati in campo senza difficoltà con il tramite di filtri ottici.

A progettare e a produrre i sensori di gas a infrarossi sono aziende che si occupano anche di componenti elettronici e sensori di altro tipo: il ricorso a professionalità di rilievo è indispensabile per il conseguimento dei risultati auspicati.

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