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對于紅外二氧化碳傳感器來說，傳感器內部配備了一個紅外光源，通常是一個紅外發光二極管（LED）或者更專業的紅外光源，它會發射出特定波長的紅外光。當這束紅外光穿過含有二氧化碳的氣體樣本時，二氧化碳分子會吸收特定波長的紅外光，吸收的程度與氣體中二氧化碳的濃度成正比。

為了精確測量特定于二氧化碳吸收的光強度，光路中會設置一個窄帶濾波片，這個濾波片只允許透過4.26μm附近波長的光，從而排除其他未被吸收光線的干擾。透過濾波片的光線隨后到達紅外探測器，探測器測量剩余光的強度，這個強度的降低量直接反映了被二氧化碳吸收的光量。

探測器產生的信號會被送入傳感器模塊的微控制器單元（MCU），通過電路和軟件算法進行線性化處理，將接收到的光強信號轉換成與二氧化碳濃度成比例的電信號，轉化成數字或模擬輸出，方便用戶讀取。

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為了提高測量的準確性和穩定性，許多紅外二氧化碳傳感器會采用雙通道設計，即一個測量通道和一個參比通道，參比通道不通過被測氣體，只提供一個基準，用來補償如溫度、濕度等環境變化對光強度的影響。

雙通道紅外二氧化碳傳感器原理圖

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這種基于紅外吸收的測量方式因其具有選擇性好、壽命長、不依賴氧氣、受環境干擾小、不易中毒、精度高等各種優點，被廣泛應用于各種環境監測、工業控制、農業溫室管理、室內空氣質量監控等領域。