سنسور گاز پیروالکتریک (Pyroelectric Gas Sensor)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سنسور گاز پیروالکتریک (Pyroelectric Gas Sensor) :
سنسور گاز پیروالکتریک نوعی سنسور نوری است که از اثر پیروالکتریک برای تشخیص گازها استفاده می کند. این سنسورها اغلب در ترکیب با فناوری NDIR به کار می روند، اما می توانند در کاربردهای خاص دیگر مانند تشخیص گاز با نور مدوله شده نیز استفاده شوند. در اینجا تمرکز بر کاربرد آنها به عنوان آشکارساز در سیستم های NDIR است.
در یک سنسور NDIR معمولی، آشکارساز می تواند یک ترموپایل یا یک سنسور پیروالکتریک باشد. سنسور پیروالکتریک (که قبلا توضیح داده شد) به تغییرات دما حساس است. در یک سنسور NDIR با آشکارساز پیروالکتریک، نور IR منبع معمولا توسط یک چاپر (chopper) قطع و وصل می شود (یا منبع به صورت پالسی کار می کند) تا یک سیگنال AC ایجاد کند. نور پالسی پس از عبور از محفظه گاز و فیلتر، به عنصر پیروالکتریک می تابد. گرمایش و سرمایش متناوب عنصر، یک جریان الکتریکی متناوب متناسب با شدت نور تولید می کند. این روش نسبت به استفاده از ترموپایل (که سیگنال DC می دهد) حساسیت بالاتری دارد، زیرا از رانش DC و نویز حرارتی جلوگیری می کند.
همچنین می توان از سنسورهای پیروالکتریک برای تشخیص گازهای خاص با استفاده از تکنیک های نورگرمایی (optoacoustic یا photoacoustic) استفاده کرد. در این روش، نور IR مدوله شده با فرکانس صوتی به گاز تابیده می شود. گاز با جذب نور، گرم شده و منبسط می شود. این انبساط و انقباض متناوب یک موج صوتی تولید می کند که توسط یک میکروفون (که می تواند یک سنسور پیروالکتریک یا خازنی باشد) تشخیص داده می شود. دامنه موج صوتی متناسب با غلظت گاز است.
مزایا (به عنوان آشکارساز در NDIR):
حساسیت بالا.
پاسخ سریع.
پایداری خوب.
معایب:
نیاز به نور مدوله شده (چاپر یا منبع پالسی).
حساسیت به لرزش (اثر میکروفونی).
\[ I_{out} \propto \frac{dP}{dt} \propto P_{pulse} \]کاربردها: به عنوان آشکارساز اصلی در طیف سنج های NDIR قابل حمل برای CO₂، CO، و هیدروکربن ها، همچنین در آشکارسازهای نورگرمایی برای گازهای کمیاب.
