Detektor gazów z wykorzystaniem absorpcji fal elektromagnetycznych w zakresie środkowej podczerwieni

• Autorzy: Nowrot A.

Warianty tytułu

EN

Gas detector based on the absorption of electromagnetic waves in the range of middle infrared

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jedna z najefektywniejszych metod badania składu chemicznego gazów wykorzystuje absorpcję fal elektromagnetycznych w zakresie podczerwieni (infrared - IR). Przyrządy wykorzystujące to zjawisko od dawna są powszechnie stosowane w laboratoriach i umożliwiają wykrycie równocześnie bardzo wielu związków. Niestety są to urządzenia o dużych wymiarach i nie są przystosowane do pracy w atmosferze wybuchowej. Detektor gazów, którego koncepcja zostanie przedstawiona w niniejszym artykule, umożliwi oznaczenie stężenia tylko kilku wybranych związków w atmosferze np. metanu, lecz jednocześnie będzie się cechował mniejszymi wymiarami oraz dużo mniejszym poborem mocy w stosunku do urządzeń laboratoryjnych. Ponadto może zostać zaadaptowany do pracy w atmosferze wybuchowej. Projektowany detektor będzie pracował w zakresie środkowej podczerwieni, gdzie metan wykazuje najsilniejszą absorpcję promieniowania lR. Rozwiązanie to umożliwi uzyskanie większej czułości przyrządu w stosunku do dostępnych w handlu urządzeń tego typu wykorzystujących bliską podczerwień. Na podstawie przeprowadzonych badań, stanie się możliwe skonstruowanie w przyszłości komercyjnego nowoczesnego czujnika różnych gazów, konkurencyjnego wobec standardowych technologii.

EN

One of the most efficient methods to examine the chemical composition of gases is the method which makes use of the absorption of electromagnetic waves in the range of infrared. The instruments which use this phenomenon have been commonly applied in laboratories and enable to detect many chemical compounds simultaneously. Unfortunately, these are large-size devices and are not adapted to work in explosion atmospheres. The gas detector presented in this article will enable to determine the concentration values of only few selected compounds in the atmosphere, e.g. methane. Yet, at the same time, it will have a smaller size and lower power consumption in comparison with laboratory apparatus. Additionally, the detector can be adapted to work in explosion atmospheres. The developed detector will work in the range of middle infrared where methane shows the strongest absorption of infrared radiation. This solution will allow to have a device which is more sensitive than near-infrared devices available on the market. Based on the conducted research it will be possible to develop a commercial version of a modern multi-gas detector which is going to be competitive with standard technologies.

Słowa kluczowe

PL

detektory gazów; absorpcja fal elektromagnetycznych

EN

gas detectors; absorption of electromagnetic waves

• Wydawca: Instytut Technik Innowacyjnych EMAG
• Czasopismo: Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 49, nr 5
• Strony: 23--26
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Nowrot A.

• Instytut Technik Innowacyjnych EMAG

Bibliografia

• 1. Atkins P.W.: Chemia fizyczna PWN 2008.
• 2. Kęcki Z.: Podstawy spektroskopii molekularnej. PWN 1992.
• 3. Mid-Infrared Laser Applications in Spectroscopy. Solid-State Mid- Infrared Laser Sources, Topics Appl. Phys. 89, 44~516 (2003) Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2003.
• 4. Richard C. Nelson, 1 Earle K. Plyler, and William S. Benedict: Research Associate, Northwestern University, Absorption Spectra of Methane in the Near Infrared, National Bureau of Standards Research Paper RP1944 Volume 41, December 1948.
• 5. Demusiak G.: Nowe metody kontroli szczelności sieci i instalacji gazu ziemnego, z wykorzystaniem ręcznych detektorów laserowych do zdalnego wykrywania wycieków metanu, Instytut Nafty i Gazu, Kraków 2010.
• 6. Methane line parameters in HITRAN. Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer 82 (2003) 219-238.
• 7. www.roithner-laser.com
• 8. http://optosense.ru
• 9. Development of the detection system of methane leakage using 3.2 microm Mid-Infrared LED and PD. Institute of Gas Safety R&D, Korea Gas Safety Corporation
• 10. www.hamamatsu.com , P3981
• 11. Kasprzyczak L., Cuber J., Maślankiewicz G.: Katalityczne i termo- konduktometryczne czujniki stężenia metanu - zasada działania, wymagania i badania. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa 2008, nr 12, s. 32-39.
• 12. www.ibsg-st-petersburg.com, methane detection
• 13. Nowak D., Gralewski K., Maślankiewicz G.: Badanie nowej generacji komór opartych na detektorach NDIR do pomiaru metanu i dwutlenku węgla, Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa 2009, nr 10, s. 5-10.
• 14. Kasprzyczak L., Krzykawski D., Mirek G.: Pomiary stężeń trujących i wybuchowych gazów przy użyciu mobilnego robota górniczego w atmosferach niskotlenowych o dużej wilgotności, Materiały konferencyjne EMTECH 2O09,10-13 maja 2009, s.115-121.
• 15. Nowrot A., Krzystanek Z., Maślankiewicz G., Korski W.: Zbadanie przydatności różnych konstrukcji komór pomiarowych do budowy detektora gazów na przykładzie metanu z wykorzystaniem absorpcji fal elektromagnetycznych w zakresie środkowej podczerwieni. Praca statutowa prowadzona w Instytucie EMAG, Etap pierwszy, 03/2010.