أجهزة تحليل الغاز العاملة بالأشعة تحت الحمراء (infrared gas analyzers)

يعتمد هذا النوع من الأجهزة على امتصاص الغازات متنوعة الذرات (heteroatomic gases) للأشعة تحت الحمراء عند نطاقات طيفية محددة تختلف من غاز لآخر (الغازات متنوعة الذرات هي غازات تتكون من ذرات لعناصر مختلفة). تصلح هذه التقنية في العديد من التطبيقات مثل قياس تركيز ثان أكسيد الكربون. ويتكون الجهاز من مصدر إشعاعي يتم تسخينه ليصدر إشعاعات يتم تضمينها طورياً (modulated in phase) بواسطة قرص المثقب (يقطع الضوء الساقط على خلية chopper). ثم تنفذ الأشعة المضمنة عبر الخلية التي تحتوي على العينة المراد قياسها قبل أن تصل إلى حجرة الكشاف (detector compartment). أما في الجزء الخاص بالعينة المرجعية فتنفذ الأشعة المضمنة عبر خلية مرجعية تحتوي على النيتروجين إلى حجرة كشاف مطابقة تماماً لتلك الملحقة بخلية الغاز المجهول التركيز. وتغطي جميع الأجزاء بإحكام بواسطة زجاج منفذ للأشعة تحت الحمراء.

يفصل بين حجرات الكشاف مكثف غشائي (diaphragm capacitor)، و تحتوي كل حجرة على غازات مجهولة التركيز لذلك فهي تستطيع امتصاص الأشعة تحت الحمراء عند نطاقات طيفية محددة وفقاً لمكونات كل غاز. عند سريان عينة من الغاز في خلية العينات (sample cell) تتولى مكونات الغاز امتصاص جزء من الأشعة تحت الحمراء، لذلك فإن حجرة الكشاف المرتبطة بهذه الخلية ترتفع درجة حرارتها بدرجة تقل عن الارتفاع في درجة حرارة حجرة الكشاف المرتبطة بالخلية المرجعية والتي تتعرض لكامل شدة الإشعاع دون نقصان. فينشأ بناء على هذه الحالة فرق في درجات الحرارة بين حجرات الكشاف، ويتغير هذا الفرق وفقاً لتغير تركيزات مكونات الغاز ووفقاً لتضمين التردد  (frequency modulation). على أية حال فإن هذا الفرق في درجات الحرارة يتسبب في انثناء غشاء المكثف الذي يترتب عليه حدوث تغير مضمن (modulated change) في سعة المكثف (capacitance) يؤدي بدوره إلى تغير في تيار متردد من خلال مقاوم كهربي (resistor).

مواضيع ذات صلة

فروع علم البيئة

علم البيئة وعلاقتها بالعلوم الأخرى

الملوثات التي تدمر الغلاف الجوي

مصادر التلوث وتنقسم مصادر التلوث إلى قسمين هما

مشکلات التصحر وأسبابها

مفهوم التصحر

مفهوم الاتزان البيئي

أهمية اتزان النظام البيئي

النظام البيئي ومكوناته

الإسلام وعلم البيئة

ثقب الأوزون

أسباب تلف طبقة الأوزون