Kızılötesi (IR) Sensör Çeşitleri ve Farkları

Yanıcı ve patlayıcı gazların algılanmasında kullanılan farklı sensör teknolojileri arasında kızılötesi (IR) sensörler, güvenilir ve kararlı ölçüm performansı sunmalarıyla öne çıkmaktadır. Kızılötesi (IR) gaz dedektörleri, özellikle yanıcı ve patlayıcı gazların sürekli ve güvenilir şekilde izlenmesi gereken zorlu endüstriyel uygulamalarda tercih edilmektedir. 

Bu yazımızda, kızılötesi (IR) sensörlerin çalışma prensibini, ölçüm kararlılığını etkileyebilecek faktörleri ve farklı IR sensör teknolojilerinin çalışma yöntemlerini inceleyeceğiz. 

Kızılötesi (IR) Sensör Nedir? 

Kızılötesi (IR) sensörler, gaz moleküllerinin belirli dalga boylarındaki kızılötesi ışını absorbe etmesi prensibinden yararlanarak gaz konsantrasyonunu tespit eden sensör teknolojileridir. Özellikle yanıcı ve patlayıcı gazların algılanmasında kullanılan IR sensörler, geleneksel sensör teknolojilerine alternatif olarak uzun süreli ve kararlı ölçüm performansı sunabilir. 

Kızılötesi (IR) sensör kullanılarak, kalibrasyon gerektirmeyen ve geleneksel sensörlerde yaşanan kaymanın önüne geçilmesi hedeflenmektedir. Bu, kızılötesi (IR) sensörlerin güçlü bir avantajıdır. Bunu sağlamak için pratikte, kızılötesi (IR) sensörler ile amaçlanan kararlılık performansını elde edebilmek için üstesinden gelinmesi gereken bazı mekanik ve elektronik sapma sorunları vardır. Bu kararlılık, yalnızca doğru bir optik sistem seçimi ile sağlanabilir. Yazılım algoritmaları, zayıf bir optik sistem yöntemini telafi edemeyecektir.

Kızılötesi (IR) Sensörlerde Kaymaya Neden Olan Faktörler

Kızılötesi sensörlerde ölçüm kararlılığını etkileyebilecek çeşitli çevresel, mekanik ve elektronik faktörler bulunmaktadır. Bu faktörlerin doğru şekilde değerlendirilmesi, güvenilir gaz algılama performansı açısından önemlidir. 

Kızılötesi sensörlerde kaymaya sebep olan bazı durumlar şu şekildedir:

• Işık Kaynağı Yoğunluğu: Kızılötesi ışın kaynağının yoğunluğunda zamanla yaşanan değişiklikler.
• Dalga Boyu Sapması: Kızılötesi ışın kaynağının dalga boyunda yaşanan değişiklikler.
• Atmosferik Koşullar: Tesis ortamındaki sis, nem, toz ve kir birikimi.
• Çapraz Hassasiyet (Girişim): Kızılötesi (IR) ışın ile girişime sebep olan CO₂ veya su buharı gibi bazı yanıcı ya da yanıcı olmayan gazlar. 

Doğru optik sistem tercihi ile bu kaynaklı sapmaların önüne geçilebilecektir.

Kızılötesi (IR) Sensör Çeşitleri: Çalışma Prensipleri ve Farkları 

Piyasada kullanılan IR sensör mimarileri, kaynak ve sensör sayısına göre dört ana grupta incelenebilir. Aşağıdaki karşılaştırma, her mimarinin çözdüğü ve çözemediği hata kaynaklarını özetlemektedir. 

Farklı tiplerdeki kızılötesi (IR) sensörlerin çalışma prensipleri aşağıdaki gibidir:

Tek Kaynak - Tek Sensör:

• Çalışma Şekli: Sensör ile yalnızca örnek dalga boyu okunur.
• Riskler/Sınırlamalar: Nem veya tozdan kaynaklı emilimler, ortamda gaz olduğu bilgisine sebep olarak yanıltabilir. Kaynağın eskimesinden dolayı ışın yoğunluğu değişirse, pozitif veya negatif hatalı gaz okuması meydana gelebilir.
• Kullanım Alanı: Bu tür sistemler, yalnızca günlük kalibrasyon kontrollerinin yapıldığı ve çalışma koşullarının zararsız olduğu uygulamalarda tercih edilmelidir.

Tek Kaynak - Çift Sensör:

• Çalışma Şekli: Bu yöntem ile kaynaktan gelen ışın yoğunluğuna bağlı değişimler sonucu yaşanabilecek hatalı gaz okuması önlenebilmektedir.
• Riskler/Sınırlamalar: Ortam koşullarından kaynaklı hataları (nem, toz, kir) engelleyemez. Herhangi bir kayma, oran değişikliği olarak yorumlanabilir ve sahte bir alarm veya arızaya sebep olabilir. Bu durum dedektörler için sürekli bakım ihtiyacı doğurur. 

Çift Kaynak - Çift Filtreli Sensör (Referans Kaynağı Çoklayıcı)

• Çalışma Şekli: Ölçüm ışını gönderen kaynakla birlikte kullanılan referans ışın kaynağı sayesinde, atmosferik koşullardan kaynaklı etkilerin önüne geçilir. İki sensör, iki kaynaktan gelen ışının ölçümünü yapar.
• Avantajı: Kaynak ışığının yoğunluğundan kaynaklı sahte ölçümler önlenir ve dedektörün hassasiyetinin değişmediğinden emin olunur.

Çift Kaynak - Çift Filtreli Sensör (Referans ve Ölçüm Kaynağı Çoklayıcı):

​

• Çalışma Şekli: Bu yöntemde hem ölçüm ışın kaynağının hem de referans ışınlarının, gaz ölçüm bölümünden harici (gaz bulunmayan) ve bu bölüme dahili (gaz bulunan) yolu bulunmaktadır. Ardından bu iki ışın her bir sensör ile ölçülür.
• Avantajı: Sensörler farklı dalga boylarındaki ölçüm ve referans ışınlarının her ikisini de ölçer ve her ikisindeki eşit seviyedeki düşüşleri hesaplayarak tüm hata ve sahte sinyal ihtimallerinin önüne geçer. Yüksek ölçüm doğruluğu ve kararlı ölçüm performansı sunmaya yardımcı olan yöntemlerden biridir. 

Honeywell Searchpoint Optima Plus Kızılötesi Gaz Dedektörü 

Farklı IR sensör teknolojileri arasında, ölçüm doğruluğu ve kararlılığı açısından kullanılan optik sistem büyük önem taşımaktadır. Özellikle zorlu endüstriyel ortamlarda gaz algılama sisteminin güvenilir ve sürekli ölçüm yapabilmesi, kullanılan sensör teknolojisinin yanı sıra optik tasarımın da doğru şekilde seçilmesine bağlıdır. 

Son yöntem olan "Çift Kaynak - Çift Filtreli (Referans ve Ölçüm Kaynağı Çoklayıcı)" teknolojisi ile ölçüm yapan Honeywell Searchpoint Optima Plus gaz dedektörü ile tanışmak isterseniz bizimle iletişime geçebilirsiniz. Ürünle alakalı teknik bilgi alabilir, demo cihazımız ile tesisinizde deneme yapabilirsiniz.

Sıkça Sorulan Sorular 

Kızılötesi (IR) sensör nedir?

Kızılötesi (IR) sensör, gaz moleküllerinin belirli kızılötesi dalga boylarındaki ışığı absorbe etmesi prensibinden yararlanarak ortamdaki gaz konsantrasyonunu tespit eden bir optik sensör teknolojisidir.

Kızılötesi (IR) gaz dedektörü nasıl çalışır?

IR gaz dedektörleri, gazın kızılötesi ışını absorbe etme özelliğinden yararlanarak ölçüm gerçekleştirir. Sensör, ölçüm ve referans ışınları arasındaki yoğunluk değişimlerini değerlendirerek ortamda bulunan gazın konsantrasyonunu belirler.

IR sensörlerin avantajları nelerdir?

IR sensörler; yanıcı ve patlayıcı gazların algılanmasında yüksek ölçüm kararlılığı, uzun kullanım ömrü ve oksijensiz ortamlarda çalışabilme gibi avantajlar sunabilir. Ayrıca, katalitik sensörlerde görülebilen sensör zehirlenmesi riskinin azaltılmasına yardımcı olabilir.

IR sensörlerde ölçüm kaymasına neden olan faktörler nelerdir?

Kızılötesi ışın kaynağının yoğunluğu veya dalga boyundaki değişiklikler, sis, nem ve toz gibi atmosferik koşullar ile CO₂ ve su buharı gibi bazı gazların IR ışını ile etkileşimi ölçüm kararlılığını etkileyebilir.

Kızılötesi (IR) sensörlerde optik sistem neden önemlidir?

IR sensörlerin ölçüm kararlılığı, kullanılan optik sistemin tasarımıyla doğrudan ilişkilidir. Doğru optik sistem, çevresel koşullardan ve ışın kaynağındaki değişikliklerden kaynaklanabilecek hataların azaltılmasına yardımcı olur.

Honeywell Searchpoint Optima Plus hangi teknolojiyle çalışır?

Honeywell Searchpoint Optima Plus, "Çift Kaynak - Çift Filtreli" kızılötesi (IR) ölçüm teknolojisini kullanarak yanıcı ve patlayıcı gazların algılanmasını sağlayan gelişmiş bir gaz dedektörüdür. Kullanılan optik tasarım, ölçüm kararlılığının ve güvenilirliğinin desteklenmesine katkı sağlar.

Set Teknik Emniyet ve Çevre Teknolojileri A.Ş. olarak; Gaz Algılama Sistemleri, Proses Gaz Analiz Sistemleri, Sürekli Emisyon Ölçüm Sistemleri, Endüstriyel İş Güvenliği Ekipmanları ve Yanma Teknolojileri konularında, 2004 yılından bu yana her geçen gün geliştirerek bugüne taşıdığımız satış ve teknik destek tecrübemiz ve tamamı Türkiye ve Avrupa normlarına uyumlu ürünlerimiz ile mühendislik çözümleri sunmaktayız.