Amphenol Sensors(安费诺)专利光学设计低功率红外气体传感器

AMPHENOL SENSORS(安费诺)旗下SGX Sensortech制造了一系列红外（IR）气体传感器，用于不同应用中的各种气体和蒸汽。 这些是基于SGX Sensortech专利光学设计的紧凑而坚固的气体扩散型传感器。 它们以低功率运行，并使用久经考验的无色散的红外（NDIR）检测方法。 所有传感器都需要连接到合适的变送器系统以进行电源，操作和信号处理。本文参考一系列数据简要介绍了SGX传感器的范围。

本文是对SGX传感器系列的简要介绍，并参考了一系列的数据手册和补充的应用说明。本文描述了传感器的性能，并提供了额外的技术信息，旨在帮助客户为他们的特定应用选择最合适的传感器。
SGX红外气体传感器

这些传感器采用标准的Series-4尺寸或较大的探头。根据检测通道的数量以及它们是否经过认证或未经认证的车身结构，它们分为不同的类别。

微型传感器–单气体/单通道，未经认证
IR31SC和IR31SE

IR31SC和IR31SE用于在三种气体浓度范围内（体积百分比最高为5％）检测CO₂。它们坚固耐用，采用单个主动气体通道检测，以实现经济性，最适合在需要监测数小时的区域中使用。 IR31SE本质上与IR31SC相同，但具有一个完整的扩散网罩，可防止微粒进入。两种传感器都可以安装在便携式或固定式仪器中，但未获得单独认证用于危险区域，因为这些区域可能存在起火或其他可燃气体爆炸的危险。但是，IR31SC是开放式传感器，应安装在仪器内合适的气体烧结/过滤器下方。如果此仪器位于危险位置，则仪器外壳必须为认可的类型。
这些传感器使用具有内置补偿功能的红外探测器，可在周围环境几度的温度快速变化的情况下使用。给定辅助温度传感器的输入，只能通过额外的软件处理来补偿传感器在较宽的环境温度范围内的变化。它们通常不适合长期监控，因为红外线灯的输出可能会随着时间的流逝而变差，或者如果恶劣的环境暴露会对光腔中的组件产生不利影响，在这种情况下该监控器将无法长期监控。
典型应用包括：密闭空间中的短期CO₂监测，室内空气质量，包装材料中的CO₂，呼吸监测，学校科学实验。

微型传感器–单气体/双通道，未经认证
IR3xxx和IR4xxx系列

这些传感器与IR1xxx / IR2xxx系列1和2（参见下文）类似，但它们没有网状阻火器，因此未获得单独用于危险场所的认证。在前入口部分未受保护的情况下，必须将它们封闭起来以在仪器内限定气体/光学腔。这种保护应采取微孔膜，灰尘过滤器或金属烧结体的形式，牢固地固定在适当的位置，并且在传感器运行期间不会移动。传感器与已经认证的固定仪表外壳内部的安装非常兼容。
活性气体通道包括背景参考通道，可确保传感器寿命期间的长期稳定性。参考信号用于解决IR灯的输出随时间的变化。或由于恶劣的环境暴露而导致光腔反射率和红外滤光片透射率发生变化。
一些中终端用户喜欢在IR3xxx类型的前入口上方放置一个“流通通道”盖，因为他们希望强行将气体吸入传感器而不是依靠自然扩散。这也增加了仪器的响应时间。

IR31BC是一种非常有选择性的传感器，适用于体积分数高达5％的CO2，对其他气体的交叉敏感性可忽略不计。类似地，IR34BC是乙炔直至LFL含量的选择性非常高的传感器。

IR32BC和IR33BC涵盖了更广泛的碳氢化合物，并且它们的光谱范围在很大程度上重叠。数据手册包括一系列吸光度曲线，显示了两个传感器的相对灵敏度。例如，需要丙烷传感器的最终用户可以选择灵敏度更高的IR32BC。相反，IR33BC可能更适合乙烯。 IR33BC还是一种非常独特的苯传感器。 IR33BC和IR34BC在高RH条件下对水蒸气都具有一定的敏感性。
由于IR灯散发的热量（高达150 mW），SGX系列中的所有IR气体传感器都在比外界温度高几度的内部温度下工作。该热量可用于抵消水的凝结，但有时不足以应对凝结可能成为问题的更极端条件。 IR42BC（IR4xxx系列中的第一款）是IR32BC的变体，它通过使IR灯的额定电流加倍（高达115 mA）来散发更多的热量。温度的升高还取决于仪器外壳内的绝缘水平，但可以预期比环境温度高15至20°C。
典型的应用包括：与IR1xxx系列一样的CO₂和碳氢化合物监测，但更多地侧重于已通过认证的固定系统。

IR31CE

这是一种非常专业的传感器，用于在光谱吸收线可能发生偏移或加宽的条件下监测CO₂。
典型应用：高压下的二氧化碳监测，例如：sub-aqua。

微型传感器-单气体/双通道，已认证

它们使用活性气体和参考通道，并分为两个认证类别：对于危险区域位置是安全的，对于采矿应用是本质安全的。
IR1xxx和IR2xxx系列1

这些用于长期和连续地检测位于危险区域的固定系统中的CO₂以及大量碳氢化合物气体和蒸气。它们还适合于更短期使用的便携式仪器。金属网的气体入口孔也具有阻火性，整个车身结构均符合ATEX，CSA和UL标准的防爆要求。 Series-4尺寸可与多气体仪器中的其他电化学和催化传感器兼容。
IR1xxx系列1传感器的性能与IR3xxx系列中的传感器相同。等效的传感器类型为：

IR11BD – IR31BC

IR12BD – IR32BC

IR13BD – IR33BC

IR14BD – IR34BC

典型的应用包括：LEL碳氢化合物环境中的CO₂监测，矿山，石化厂，石油和天然气装置，垃圾填埋场，半导体加工等中的甲烷和碳氢化合物监测。
IR2xxx系列1传感器与IR1xxx系列1的传感器相同，不同之处在于它们被标记为对甲烷气体环境具有本质安全性，特别是针对采矿应用。

IR1xxx和IR2xxx系列2

系列2传感器的认证标准与系列1传感器相同，适用于监测类似气体浓度范围内的碳氢化合物和二氧化碳。但是，系列2提供了更多的功能和选项。特别是，CO₂传感器有两种高度，可轻松容纳在仪器箱中。同样，一个额外的引脚可以访问嵌入式温度传感器，并可选择非线性（热敏电阻）或线性（IC）输出。

系列2中的前两个碳氢化合物传感器是：IR12EJ（带热敏电阻的高度为19.0毫米）和IR12GJ（带IC的高度为19.0毫米）。
系列2中的前四个二氧化碳传感器是：IR11EJ（带热敏电阻的高度为19.0毫米），IR11GJ（带IC的高度为19.0毫米），IR11EM（带热敏电阻的高度为16.6毫米）和IR11GM（带IC的高度为16.6毫米）。

与1系列传感器的典型应用相同，但2系列传感器的类型将得到扩展和优化，以适应更广泛的气体传感应用。
同样，IR2xxx系列2传感器被标记为对甲烷气体环境具有本质安全性，仅适用于采矿应用。

微型传感器–双气体/三通道，已认证

IR15T和IR25T系列

IR15TT和IR15TT-M将认证的IR11BD和IR13BD / IR12BD的感测能力和性能结合到一个设备中。通过两个活动通道，一个参考通道和一个红外源，它可以在仅使用一个传感器的等效功率下运行时同时检测CO₂，甲烷和其他碳氢化合物。 IR15TT-M是在非常潮湿的条件下使用的首选传感器。独特的8引脚布置包括用于内置温度传感器的输出，用于温度补偿。

IR25TT传感器与IR15TT相同，只是它被标记为对甲烷气体环境具有本质安全性，仅适用于采矿应用。
典型的应用包括：监测矿山，下水道和其他地区的CO₂和碳氢化合物，这些地区的电源问题和仪器空间的可用性可能会限制传感器的数量。

传感器头-单气体/双通道，已认证
IR600系列

该系列的气体感测头覆盖与IR3xxx和IR1xxx系列相同的气体和蒸汽范围，但是采用更大的全不锈钢包装制成，可拧入完全认证的固定系统变送器外壳中。传感器等效项是：

IR601 - IR31BC - IR11BD

IR602 - IR32BC - IR12BD

IR603 - IR33BC - IR13BD

IR604 - IR34BC - IR14BD

IR600系列喷头已通过ATEX和CSA认证，并符合FM标准。 它们具有嵌入式前置放大器和缓冲器，可在连接到发射器电子设备之前放大通道输出。 内置温度传感器以进行温度补偿。 还可以单独购买标准尺寸的变送器板TX600和显示板DX600，以安装在认可的外壳中。
提供三种螺纹选项以适合不同的外壳。 还提供了一套天气防护配件。
典型的应用包括：在危险和恶劣天气条件下，海上和海上油气，采矿，污水处理，垃圾填埋场等等的固定系统监视二氧化碳和碳氢化合物。