紅外氣體探測裝置硬體設計

1. 可燃氣體報警器原理

可燃氣體報警器工作原理：可燃氣體報警是對單一或多種可燃氣體濃度響應的探測器。可燃氣體探測器有催化型、紅外光學型兩種類型。催化型可燃氣體探測器是利用難熔金屬鉑絲加熱後的電阻變化來測定可燃氣體濃度 。當可燃氣體進入探測器時，在鉑絲表面引起氧化反應（無焰燃燒），其產生的熱量使鉑絲的溫度升高，而鉑絲的電阻率便發生變化。紅外光學型是利用紅外感測器通過紅外線光源的吸收原理來檢測現場環境的碳氫類可燃氣體！

北京恆泰利達科技有限公司是專業從事工業氣體檢測儀器及消防安全、環保設備的研發、生產、銷售和售後服務工作。公司SP-3200可燃氣體報警控制器是一款智能型、採用壁掛式安裝方式的可燃氣體報警控制器，適用於各種標准 4～20mA 信號的測量與控制，可廣泛應用於各個領域。

2. 可燃氣體檢測器中，電化學的感測器、催化燃燒原理感測器、半導體式感測器和紅外感測器，各自的優、缺點

紅外線可燃氣體感測器屬於無干擾智能型產品，具有良好的安全性能，操作靈活簡便。這種探測器的一個主要的特點是它的自動校準功能，可以通過帶背光的液晶顯示屏上的提示一步步地引導操作者進行校準。紅外線氣體探測器提供三種不同的輸出方式：模擬信號4~20mA直流電；RS-485通訊介面及3個繼電器（兩個報警，一個故障自檢）。可對警鈴進行現場調試和編程。
半導體感測器是一種新型半導體器件，它能夠能實現電、光、溫度、聲、位移、壓力等物理量之間的相互轉換，並且易於實現集成化、多功能化，更適合於計算機的要求，所以被廣泛應用於自動化檢測系統中。由於實際的被測量大多數是非電量，因而感測器的主要工作就是將非電信號轉換成電信號。
催化燃燒型氣體探測器
用以監測周圍空氣中可燃氣體從0~100%LEL范圍內的變化。該感測器採用催化燃燒技術，感測器可在現場更換。催化燃燒型感測器對於種類繁多的可燃性氣體有敏銳的反應。該技術對於可燃性氣體具有普遍適用性。感測器經特殊設計有防中毒功能，能在多數工業環境中可靠工作五到十年。

3. 求氣體檢測儀檢測原理

以常見的紅外線氣體檢測儀為例，說明氣體檢測儀的原理：
測量這種吸收光譜可判別出氣體的種類；測量吸收強度可確定被測氣體的濃度。紅外線檢測儀的使用范圍寬，不僅可分析氣體成分，也可分析溶液成分，且靈敏度較高，反應迅速,能在線連續指示,也可組成調節系統。工業上常用的紅外線氣體檢測儀的檢測部分由兩個並列的結構相同的光學系統組成。
一個是測量室，一個是參比室。兩室通過切光板以一定周期同時或交替開閉光路。在測量室中導入被測氣體後，具有被測氣體特有波長的光被吸收，從而使透過測量室這一光路而進入紅外線接收氣室的光通量減少。氣體濃度越高，進入到紅外線接收氣室的光通量就越少；而透過參比室的光通量是一定的，進入到紅外線接收氣室的光通量也一定。因此，被測氣體濃度越高，透過測量室和參比室的光通量差值就越大。這個光通量差值是以一定周期振動的振幅投射到紅外線接收氣室的。接收氣室用幾微米厚的金屬薄膜分隔為兩半部，室內封有濃度較大的被測組分氣體，在吸收波長范圍內能將射入的紅外線全部吸收，從而使脈動的光通量變為溫度的周期變化，再可根據氣態方程使溫度的變化轉換為壓力的變化，然後用電容式感測器來檢測，經過放大處理後指示出被測氣體濃度。除用電容式感測器外，也可用直接檢測紅外線的量子式紅外線感測器，並採用紅外干涉濾光片進行波長選擇和配以可調激光器作光源，形成一種嶄新的全固體式紅外氣體檢測儀。這種檢測儀只用一個光源、一個測量室、一個紅外線感測器就能完成氣體濃度的測量。此外，若採用裝有多個不同波長的濾光碟，則能同時分別測定多組分氣體中的各種氣體的濃度。

4. 可燃氣體探測器催化燃燒和紅外的怎麼區別

直接上圖：

催化燃燒氣體感測器是一種用於檢測進入爆炸范圍內的可燃氣體或易燃蒸汽以警告氣體濃度水平上升的設備。該感測器是一圈鉑金絲，內部裝有催化劑，形成一個小的活性珠，可降低氣體在其周圍點燃的溫度。當存在可燃氣體時，珠子的溫度和電阻相對於惰性參考珠子的電阻會增加。測量電阻差，從而可以測量存在的氣體濃度。 由於存在催化劑和珠子，所以將催化燃燒感測器也稱為催化或催化珠子感測器。

紅外感測器技術基於以下原理：特定波長的紅外（IR）光將被目標氣體吸收。 通常感測器內有兩個發射器，它們產生紅外光束：具有將被目標氣體吸收的波長的測量光束和不會被吸收的參考光束。每個光束具有相同的強度，並通過感測器內部的反射鏡偏轉到光接收器上。在存在目標氣體的情況下，參考光束和測量光束之間的強度差將用於測量存在的氣體濃度。

在許多情況下，紅外（IR）感測器技術比催化燃燒技術具有許多優勢，或者在可能損害催化燃燒感測器性能的區域（包括低氧氣和惰性環境）中更加可靠。 只是紅外光束與周圍的氣體分子相互作用，使感測器具有不面臨中毒或抑制威脅的優點。

5. 紅外探測器有幾種類型各自的類型有什麼特點

紅外探測器按工作原理主要可分為紅外紅外探測器、微波紅外探測器、被動式紅外/微波紅外探測器、玻璃破碎紅外探測器、振動紅外探測器、超聲波紅外探測器、激光紅外探測器、磁控開關紅外探測器、開關紅外探測器、視頻運動檢測報警器、聲音探測器等許多種類。紅外探測器按工作方式可分為主動式紅外探測器和被動式紅外探測器。紅外探測器按探測范圍的不同又可分為點控紅外探測器、線控紅外探測器、面控紅外探測器和空間防範紅外探測器。
紅外探測器作為感測探測裝置，用來探測入侵者的入侵行為及各種異常情況。在各種各樣的智能建築和普通建築物中需要安全防範的場所很多。這些場所根據實際情況也有各種各樣的安全防範目的和要求。因此，就需要各種各樣的紅外探測器，以滿足不同的安全防範要求。 根據實際現場環境和用戶的安全防範要求，合理的選擇和安裝各種紅外探測器，才能較好的達到安全防範的目的。當選擇和安裝紅外探測器不合適時，有可能出現安全防範的漏洞，達不到安全防範的嚴密性，給入侵者造成可乘之機，從而給安全防範工作帶來不應有的損失。 紅外探測器要求具有防拆動、防破壞功能。當紅外探測器受到破壞、人為將其傳輸線短路或斷路，以及非法試圖打開其防護罩時，均應能產生報警信號輸出；另外紅外探測器還應具有一定的抗干擾措施，以防止各種誤報現象的發生，例如：防寵物和小動物騷擾、抗因環境條件變化而產生的誤報干擾等。 紅外探測器的靈敏度和可靠性是相互影響的。合理選擇紅外探測器的探測靈敏度和採用不同的抗外界干擾的措施，可以提高紅外探測器性能。採用不同的抗干擾措施，決定了紅外探測器在不同環境下的使用性能。了解各種紅外探測器的性能和特點，根據不同使用環境，合理配置不同的紅外探測器是防盜報警系統的關鍵環節

6. 紅外探測器有哪些類型說明它們的工作原理

紅外探測器原理和類型:
不同種類的物體發射出的紅外光波段是有其特定波段的，該波段的紅外光處在可見光波段之外。
因此人們可以利用這種特定波段的紅外光來實現對物體目標的探測與跟蹤。將不可見的紅外輻射光探測出並將其轉換為可測量的信號的技術就是紅外探測技術。
從目前應用的情況來看，紅外探測有如下幾個優點：
環境適應性優於可見光，尤其是在夜間和惡劣天候下的工作能力；
隱蔽性好，一般都是被動接收目標的信號，比雷達和激光探測安全且保密性強，不易被干擾；
由於是*目標和背景之間的溫差和發射率差形成的紅外輻射特性進行探測，因而識別偽裝目標的能力優於可見光；與雷達系統相比，紅外系統的體積小，重量輕，功耗低；
探測器的光譜響應從短波擴展到長波；
探測器從單元發展到多元、從多元發展到焦平面；發展了種類繁多的探測器和系統；
從單波段探測向多波段探測發展；從製冷型探測器發展到室溫探測器；
由於紅外探測技術有其獨特的優點從而使其在軍事國防和民用領域得到了廣泛的研究和應用，尤其是在軍事需求的牽引和相關技術發展的推動下，作為高新技術的紅外探測技術在未來的應用將更加廣泛，地位更加重要。
紅外探測器是將不可見的紅外輻射能轉變成其它易於測量的能量形式的能量轉化器，作為紅外整機系統的核心關鍵部件，紅外探測器的研究始終是紅外物理與技術發展的中心。自1800年Herschel發現太陽光譜中的紅外線時所用的塗黑水銀溫度計為最早的紅外探測器以來，隨著紅外實驗和理論的發展，新器件不斷涌現。紅外探測器制備涉及物理、材料、化學、機械、微電子、計算機等多學科，是一門綜合科學。
一. 熱探測器熱探測器吸收紅外輻射後，溫度升高，可以使探測材料產生溫差電動勢、電阻率變化，自發極化強度變化，或者氣體體積與壓強變化等，測量這些物理性能的變化就可以測定被吸收的紅外輻射能量或功率。分別利用上述不同性能可製成多種熱探測器：
(1) 液態的水銀溫度計及氣動的高萊池（Golay cell）：利用了材料的熱脹冷縮效應。
(2) 熱電偶和熱電堆：利用了溫度梯度可使不同材料間產生溫差電動勢的溫差電效應。
(3) 石英共振器非製冷紅外成像列陣：利用共振頻率對溫度敏感的原理來實現紅外探測。 (4)測輻射熱計：利用材料的電阻或介電常數的熱敏效應—輻射引起溫升改變材料電阻—用以探測熱輻射。因半導體電阻有高的溫度系數而應用最多，測溫輻射熱計常稱「熱敏電阻」。另外，由於高溫超導材料出現，利用轉變溫度附近電阻陡變的超導探測器引起重視。如果室溫超導成為現實，將是21世紀最引人注目的一類探測器；
(5) 熱釋電探測器：有些晶體，如硫酸三甘酞、鈮酸鍶鋇等，當受到紅外輻射照射溫度升高時，引起自發極化強度變化，結果在垂直於自發極化方向的晶體兩個外表面之間產生微小電壓，由此能測量紅外輻射的功率。
二. 光子探測器光子探測器吸收光子後，本身發生電子狀態的改變，從而引起內光電效應和外光電效應等光子效應，從光子效應的大小可以測定被吸收的光子數。
(1)光電導探測器：又稱光敏電阻。半導體吸收能量足夠大的光子後，體內一些載流子從束縛態轉變為自由態，從而使半導體電導率增大，這種現象稱為光電導效應。利用光電導效應製成的光電導探測器分為多晶薄膜型和單晶型兩種。
(2)光伏探測器：主要利用p-n結的光生伏特效應。能量大於禁帶寬度的紅外光子在結區及其附近激發電子空穴對。存在的結電場使空穴進入p區，電子進入n區，兩部分出現電位差，外電路就有電壓或電流信號。與光電導探測器比較，光伏探測器背景限探測率大40%，不需要外加偏置電場和負載電阻，不消耗功率，有高的阻抗。
(3)光發射-Schottky勢壘探測器：金屬和半導體接觸，形成Schottky勢壘，紅外光子透過Si層被PtSi吸收，使電子獲得能量躍遷至費米能級，留下空穴越過勢壘進入Si襯底，PtSi層的電子被收集，完成紅外探測。
(4)量子阱探測器（QWIP）：將兩種半導體材料用人工方法薄層交替生長形成超晶格，在其界面有能帶突變，使得電子和空穴被限制在低勢能阱內，從而能量量子化形成量子阱。利用量子阱中能級電子躍遷原理可以做紅外探測器。因入射輻射中只有垂直於超晶格生長面的電極化矢量起作用，光子利用率低；量子阱中基態電子濃度受摻雜限制，量子效率不高；響應光譜區窄；低溫要求苛刻。

7. 可燃性氣體檢測儀的紅外線可燃氣體探測器技術特性

紅外線氣體感測器有兩種信號輸出：模擬的4~20mA輸出和RS-485數據匯流排輸出。而只有一種4~20mA的輸出。輸出信號是與探測范圍相關的4~20mA線性模擬信號。這種信號與10系列及12系列多模塊控制器，可編程邏輯控制器以及其它標準的數據獲取設備兼容。模擬輸出還有兩個其它功能。第一，當進入校準菜單時，4~20mA信號會降至2mA。該低電流會保持到感測器回復到正常運作狀態。第二，一旦出錯，4~20mA信號會降至0mA，這一狀況將保持到出錯狀態恢復正常。這些輸出信號的變化可被外部設備用來識別及記錄感測器的工作狀態。
RS-485數據通訊中使用Modbus RTU協議，這一協議與幾乎所有的可編程邏輯控制器、人機界面軟體及其它控制系統兼容。因為Modbus RTU協議是一種標准。從RS-485通訊介面可獲得以下信息：探測器讀數、探測器警報點、校準模式、探測器錯誤、兩個警報器狀態及校準程序錯誤。RS-485的地址可由雙列直插式封裝開關改變。通訊是二線制、半雙工，有一個600型探測器作為其伺服設備。從理論上說，主控制器在4000英尺遠可同時控制256個不同的探測器。 當探測器測量的氣體濃度超過測量范圍的100%LEL時，顯示屏會閃爍並顯示最高的數值。當氣體濃度恢復到測量范圍內時，顯示屏會回復到正常工作狀態。

8. 紅外感應器工作原理是什麼

原理
這種是通過紅外線反射原理，當人體的手或身體的某一部分在紅外線區域內，紅外線發射管發出的紅外線由於人體手或身體摭擋反射到紅外線接收管，通過集成線路內的微電腦處理後的信號發送給脈沖電磁閥，電磁閥接受信號後按指定的指令打開閥芯來控制頭出水；當人體的手或身體離開紅外線感應范圍，電磁閥沒有接受信號，電磁閥閥芯則通過內部的彈簧進行復位來控制的關水。

紅外線
在光譜中波長自0.76至400微米的一段稱為紅外線，紅外線是不可見光線。所有高於絕對零度（-273.15℃）的物質都可以產生紅外線。現代物理學稱之為熱射線。醫用紅外線可分為兩類：近紅外線與遠紅外線。

9. 紅外探測器，可燃氣體探測器怎麼樣

紅外可燃氣體探測器採用新型紅外氣體感測器。該感測器採用電調制紅外光源，省內去了傳統方法容中的機械調制部件；同時採用了高精度干涉濾光片一體化紅外感測器以及單光束雙波長技術，感測器內部集成有溫度補償單元，此外在設計中增加了防塵防潮設計，提高了測試的准確性，更換不同的感測器可以實現對SO2、NO、CO2、CO、CH4、N2O等氣體的實時測量。

10. 可燃氣體探測器的烷烴類探測器

結實耐用，操作簡便的智能型可燃氣體探測器，被設計用以檢測可燃性烷烴類氣體濃度在爆炸下限0~100%的變化。這種探測器使用一種獲得專利的「小型即插型可更換」紅外線光學感測器。紅外線感測器的特點是長時間的工作穩定性及最少的階段性維護。紅外線氣體感測器在某些測量環境下是對於傳統的催化燃燒式感測器的一種極佳的替代產品。
紅外線可燃氣體探測器在以下應用環境下是理想的選擇：
● 頻繁的催化毒氣曝露
● 頻繁的高可燃性氣體排放
● 缺氧環境
● 探測不易實現的環境
典型應用
● 遠洋作業平台及鑽井平台 ●煉油廠
● 石化廠 ●壓縮天然氣及液化氣處理
● 廢水處理 ●化工廠
● 泵站 ●熱電廠
特點
● 獨特的小型即插型現場可更換感測器
● 無干擾、智能型探測器界面
● 輸出：4-20mA, RS-485數據匯流排及3個報警繼電器
● 極少的維護要求
● 加熱的光學設計避免了冷凝現象
● 故障自診斷功能
● 長期使用成本低廉
● 五年的額定費用質量保證
● 低能耗
可燃氣體探測器是以甲烷作為標准氣體進行實地校準和軟體調試的。公司也可以其它氣體進行樣准，但客戶必須在訂貨時事先聲明。下面是公司可提供的校準氣體：
甲烷、 乙烷、 丙烷 、丁烷、 戊烷、 己烷 、庚烷、 辛烷 、乙烯 、丙烯、丁烯、 戊烯 、己烯 、辛烯、 環丙烷、 環己烷 、環己烯 、蒎烯、 苯、 甲苯 、二甲苯、 甲醇、 乙醇、 丙醇 、異丁醇、 二甲胺、 三甲胺 、吡啶、二甲醚、 乙醚、 乙烯醚、 環氧乙烷 、四氫呋喃、 二氧六環丙酮 、丁酮、戊酮 、庚酮、 甲基異丁基酮