تابنده های مادون قرمز درون حسگر هر کدام پرتوهایی از نور مادون قرمز تولید می کنند. هر پرتو توسط یک گیرنده اپتیکی (Photodiode) اندازه گیری می شود. پرتو اندازه‌گیری، با فرکانس حدود 3.3 میکرومتر، توسط مولکول‌های گاز هیدروکربن جذب می‌شود، بنابراین اگر غلظت مناسبی از گاز با پیوندهای C-H وجود داشته باشد، شدت پرتو کاهش می‌یابد. پرتو “مرجع” (حدود 3.0 میکرومتر) توسط گاز جذب نمی شود، بنابراین با شدت کامل و بدون جذب به گیرنده می رسد. درصد LEL گاز موجود از نسبت پرتوهای اندازه گیری شده توسط گیرنده نوری به نور جذب نشده تعیین می شود.

مزایای فناوری IR نسبت به دیگر روشهای آشکارسازی

سنسورهای IR را در محیطهایی میتوان استفاده کرد که احتمال عملکرد نادرست حسگرهای مبتنی بر Pellistor وجود داشته باشد. در برخی از محیط های صنعتی، پلیستورها در معرض خطر اشباع و از کار افتادگی هستند. این کار باعث می شود که محیط نصب سنسور آسیب پذیر شده باشد. سنسورهای IR نسبت به افزایش کاتالیزورها حساس نیستند، بنابراین ایمنی را در این شرایط به طور قابل توجهی افزایش می دهند.

فناوری Pellistor به طور قابل توجهی ارزانتر از فناوری IR است که نشان دهنده سادگی نسبی فناوری تشخیص است. با این حال، مزایای فراوانی IR نسبت به پلیستورها وجود دارد. از جمله این مزایای ارزشمند می‌توان به ویژگی تست بدون خطر Fail-safe testing اشاره کرد. این ویژگی به این معنی است که اگر پرتو مادون قرمز از کار بیفتد، این به عنوان یک خطا ثبت می شود. در عملکرد معمولی پلیستور، برعکس، فقدان خروجی معمولاً نشانه ای از عدم وجود گاز قابل اشتعال است، اما این نیز می تواند نتیجه یک خطا باشد. پلیستورها مستعد اشباع، تخریب و از بین رفتن هستند؛ یک مسئله بسیار مهم در محیط‌هایی که ترکیبات حاوی سیلیکون، سرب، گوگرد و فسفات‌ها حتی در مقادیر بسیار پایین وجود دارند. تجهیزات داخلی یک محصول مبتنی بر فناوری IR به خودی خود با گاز تعامل ندارند. فقط پرتو IR با مولکول های گاز برهمکنش دارد. بنابراین، فناوری IR در برابر ترکیبات مضر یا ورود مواد شیمیایی مصون است. در غلظت های بالای گاز قابل اشتعال، سنسورهای پلیستور می توانند بسوزند که در این حالت نیز باز هم سنسورهای IR تحت تأثیر این شرایط قرار نمی گیرند. علاوه بر این وابستگی سنسورهای پلیستور به سطوح پایین اکسیژن یکی دیگر از مشکلات این نوع از سنسورها است. که می تواند در فضاهای محدود این نوع سنسور غیر قابل استفاده باشد. بنابراین فن آوری IR در مناطقی که ممکن است اکسیژن کاهش یابد یا وجود نداشته باشد نیز بسیار موثر است.

بررسی موارد خطای ممکن

قرار گرفتن در معرض دریافت بالای گاز قابل اشتعال می تواند باعث “دوده گرفتن (sooting)” پلیستورها شود، حساسیت آنها را کاهش دهد و به طور بالقوه منجر به خرابی و از کار افتادن آنها شود. پلیستورها برای عملکرد به اکسیژن نیاز دارند، با این حال، حسگرهای IR را می توان در کاربردهایی مانند مخازن ذخیره سوخت که مقادیر اکسیژن درآنها کم یا حتی بدون اکسیژن است استفاده کرد.

محدودیت های سنسور های مادون قرمز

سنسورهای IR هیدروژن را اندازه نمی‌گیرند و معمولاً استیلن، آمونیاک و برخی از حلال‌های پیچیده را به جز برخی از انواع حسگرهای خاص که قادر به اندازه‌گیری هستند.

در صورت عدم جلوگیری از ورود رطوبت و گرد و غبار به داخل محفظه اپتیکی احتمال کثیف شدن و عدم عملکرد سنسور وجود دارد که از طریق تست داخلی قابل تشیخص است.

ماهیت ایمن سنسورهای IR (fail-safe) که به طور خودکار کاربر را در مورد هر گونه خطا آگاه می‌کند، یک لایه ایمنی اضافی را فراهم می‌کند و اگر نور کافی در سیستم وجود نداشته باشد، به عنوان مثال، اگر نور در حال پراکنده شدن باشد، منجر به خطا می‌شود.

سنسورهای IR مقاومت بسیار بالایی در برابر تداخل یا هم شنوایی گازهای دیگر دارند و هم برای غلظت‌های بالای گاز (high gas concentrations) و هم برای استفاده در محیطهای بی‌اثر (بدون اکسیژن) که سنسورهای پلیستور کاتالیزوری ضعیف عمل می‌کنند، مناسب هستند.