Vícekanálový přenosný detektor plynů s infračerveným senzorem

Abstract

Cílem této práce je realizovat přenosný detektor plynů. Abychom mohli zařízení postavit, musíme se seznámit s fyzikálními principy spektroskopie, vzniku elektromagnetického záření a způsobů jeho detekce. Na základě těchto znalostí pak můžeme rozhodnout o součástkách, které bychom mohli použít pro jeho výrobu. V první části této práce se budeme věnovat fyzikálním principům infračervené spektroskopie. Ukážeme, jakými způsoby ji lze dělit a kde se užívá. Předpokladem k pochopení této části je základní znalost elektromagnetického vlnění. Druhá část se věnuje zdrojům elektromagnetického záření a fyzikálním principům jeho vzniku. Na základě porovnání různých druhů zdrojů jsme pak vybrali vhodný zdroj do na-šeho zařízení. Třetí část popisuje metody detekce optického záření a výhody a nevýhody různých druhů detektorů. Zvláště se budeme věnovat pyroelektrickým detektorů, jelikož jsme detektor tohoto typu vybrali pro naše zařízení. Čtvrtá část je věnována optické cestě, zejména parametrům kyvet a různým druhům filtrů a okének. Dále si ukážeme zajímavá řešení dostupných detektorů od několika firem (Alphasense, CO2meter, MIPEX technology, Pyreos, Edinburgh Sensors). V poslední šesté části využijeme veškerých nabitých znalostí pro realizaci zařízení. Ukážeme, které komponenty jsme vybrali pro naše zařízení a popíšeme jeho realizaci.The aim of this work is to realize a multigas portable gas monitor with infrared sensor. At the beginning we have to become familiar with physical principles of infrared spectroscopy, cause of the electromagnetic radiation and its detection. Based on this knowledge we can decide which components we will use. In the first section we will deal with physical principles of infrared spectroscopy. We will describe how it can be divided and where it is used. A prerequisite to understand this part is a basic knowledge of electromagnetic radiation. The second part is focused on sources of electromagnetic radiation and on physical principles of its creation. Based on the comparison of different types of sources, we can select an appropriate infrared source for our device. The third section describes the detection methods of electromagnetic radiation and advantages and disadvantages of different types of detectors. In particular, we will deal with pyroelectric detectors because we have chosen this type of detector for our device. The fourth section is focused on the optical path, especially parameters of cuvettes and various kinds of optical filters and windows. Furthermore, we will show the most interesting solutions of gas detectors which are available from several companies (Alphasense, CO2meter, MIPEX technology, Pyreos, Edinburgh Sensors). In the sixth part we will use all the knowledge acquired for the realization of the device. We will show which components we have chosen for our devices and describe their implementation.