Аннотация. Рассмотрены вопросы, связанные с созданием дистанционного газоанализатора, работающего в среднем инфракрасном диапазоне, проанализированы элементы как отечественных производителей, так и зарубежных аналогов. Описана рабочая схема, оценены ее энергетические потери, измерена зависимость изменения сигнала от концентрации газа на дистанциях 1 и 2 м, теоретически оценена работа датчика на дистанциях 5 и 10 м. Результаты расчетов и измерений показывают, что на данном этапе прибор уступает современным дистанционным газоанализатором, однако способен работать с высокой точностью при расстоянии между модулями от 5 до 100 м и наилучшим образом подойдет для непрерывного стационарного мониторинга промышленных объектов на наличие утечек.

Ключевые слова: средний ИК-диапазон, дистанционный газоанализатор, источник, приемник, горючий газ, метан, зависимость сигнала от концентрации

Список литературы:

1. Cicerone R. J., Oremland R. S. Biogeochemical aspects of atmospheric methane // Global biogeochemical cycles. 1988. Vol. 2, N 4. P. 299—327. https://doi.org/10.1029/GB002i004p00299.
2. Fedorenko G., Oleksenko L., Maksymovych N. Semiconductor gas sensors based on Pd/SnO2 nanomaterials for methane detection in air // Nanoscale research letters. 2017. N 12. P. 329. DOI 10.1186/s11671-017-2102-0.
3. Sibu Th., Nishi Shahnaj H. Instruments for Methane Gas Detection // Intern. J. of Engineering Research and Applications. 2014. Vol. 4, N 5. P. 137—143.
4. Fei Wang, Shuhai Jia, Yonglin Wang, Zhenhua Tang. Recent developments in modulation spectroscopy for methane detection based on tunable diode laser // Applied sciences. 2019. N 9. Р. 2816. DOI: 10.3390/app9142816.
5. Crawford M., Stewart G., McGregor G., Gilchrist J. R. Design of a portable optical sensor for methane gas detection // Sensors and Actuators. 2006. Vol. 113. P. 830—836. https://doi.org/10.1016/j.snb.2005.03.105.
6. Werle P., Slemr F., Maurer K., Kormann R. Near- and mid-infrared laser-optical sensors for gas analysis // Optics and lasers in engineering. 2002. Vol. 3, N 2—3. P. 101—114. https://doi.org/10.1016/S0143-8166(01)00092-6.
7. Shih-Hua Huang, Yen-Jie Huang, Hsiang-Chen Chui. Fiber-optic-based methane detection using mid-infrared light emitting diode // IEEE Sensors J. 2018, N 18(15). P. 6169—6174. doi:10.1109/jsen.2018.2845443.
8. Wang Wen-qing, Zhang Lei, Zhang Wei-hua. Analysis of optical fiber methane gas detection system // Procedia Engineering. 2013. Vol. 52. P. 401—407. DOI: 10.1016/j.proeng.2013.02.160.
9. Тимофеев Ю. М., Васильев А. В. Основы теоретической атмосферной оптики. СПб, 2007. 152 с.
10. Fanchenko S., Baranov A., Savkin A., Petukhov A. Non-dispersive LED-based methane open path detector capabilities // 2015 IEEE Workshop on Environmental, Energy, and Structural Monitoring Systems (EESMS) Proceedings. 2015. DOI: 10.1109/EESMS.2015.7175868.
11. Харланов А. Н., Шилина М. И. Инфракрасная спектроскопия для исследования адсорбционных, кислотных и основных свойств поверхности гетерогенных катализаторов. МГУ, 2011. 110 с.
12. Абель О. Я., Кузнецов М. М., Соснов А. Н., Соснова Н. К. Использование халькогенидов в оптике // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 6 [Электронный ресурс]: .
13. Willert C., Stasicki B., Klinner J., Moessner S. Pulsed operation of high-power light emitting diodes for imaging flow velocimetry // Measurement science and technology. 2010. Vol. 21. P. 129—247. DOI: 10.1088/0957-0233/21/7/075402.
14. Макаров Н. С., Глебус И. С. Разработка опорного канала когерентного лазерного дальномера // Интерэкспо Гео-Сибирь-2012. Междунар. науч. конф. СГГА. Новосибирск, 2012. Т. 1. С. 90—95.
15. Катаев М. Ю. Анализ содержания метана атмосферы с помощью инфракрасных LED-диодов // Доклады ТУСУР. 2015. № 4(38).