Ventajas y principios subyacentes de la cámara de imagen de gas óptico

Con el continuo desarrollo de la industrialización, los gases inflamables, explosivos y tóxicos se han vuelto ubicuos en diversos aspectos de nuestras vidas, ya sea como productos, materias primas o subproductos de la producción industrial. Una vez que se filtran, estos gases no solo contaminan el medio ambiente, sino que también representan una amenaza significativa para la vida y la propiedad humana, y pueden causar envenenamiento, incendios e incluso explosiones.

Para mitigar estos riesgos, es imperativo desarrollar un método de detección rápido, preciso y seguro para determinar remotamente la ubicación y la escala de las fugas de gas.

Los métodos tradicionales de detección de fugas de gas, como la prueba de burbujas, la prueba de embudo o los detectores de gas, a menudo presentan las siguientes deficiencias:

• La detección intrusiva requiere que se detengan las líneas de producción, lo que conduce a tiempo de inactividad y posible daño al equipo.

  
  

• ¿Cómo funciona la imagenología óptica de gases?
• Lo básico: Espectroscopía de absorción infrarroja de gases

• Antes de profundizar en cómo las cámaras de imagenología óptica de gases detectan gases, es esencial entender primero el concepto de “espectroscopía de absorción infrarroja de gases”.

• Muchos gases pueden absorber energía infrarroja, pero diferentes gases tienen diferentes características de absorción, principalmente manifestadas en diferentes longitudes de onda de absorción. Por ejemplo, la mayoría de los hidrocarburos, como el benceno y el butano, absorben radiación alrededor de 3,3 μm, mientras que compuestos como el SF6 absorben radiación alrededor de 10,6 μm.

• El principio específico de las características de absorción y el rango de longitudes de onda

• Absorción en longitudes de onda específicas: Diferentes moléculas de gas poseen modos vibratorios y rotatorios únicos, correspondientes a niveles de energía específicos. Cuando la radiación infrarroja interactúa con las moléculas de gas, la absorción solo ocurre cuando la energía de un fotón coincide precisamente con la diferencia de energía entre dos niveles de energía de la molécula. Por lo tanto, la absorción de radiación infrarroja por parte de los gases es selectiva y solo ocurre dentro de rangos de longitudes de onda específicos.

• Niveles de energía cuantizados: Los niveles de energía vibracional de las moléculas están cuantizados, lo que significa que solo pueden existir en niveles de energía discretos. Una molécula solo puede absorber un fotón infrarrojo y pasar a un estado vibracional más alto cuando la energía del fotón coincide exactamente con la diferencia de energía entre dos niveles de energía cuantizados.

• Condición previa para que un gas absorba radiación infrarroja

• Coincidencia de energía: Como se indica en el texto, la energía de un fotón infrarrojo debe coincidir exactamente con la diferencia de energía entre dos niveles de energía de una molécula para que se produzca la absorción. Esto asegura que la molécula solo pueda absorber energías específicas, lo que significa que el gas solo absorberá radiación infrarroja en longitudes de onda específicas.

• Cambio de momento dipolar: El proceso de absorción también requiere que la transición vibracional de una molécula esté acompañada de un cambio en su momento dipolar instantáneo. Este cambio en el momento dipolar da lugar a picos de absorción, que es una condición necesaria y suficiente para la generación de espectros de absorción infrarroja.

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