NDIR紅外氣體傳感器的基本概述，干貨，值得收藏

1.簡介

NDIR紅外氣體傳感器用一個廣譜的光源作為紅外傳感器的光源，光線穿過光路中的被測氣體，透過窄帶濾波片，到達紅外探測器。其工作原理是基于不同氣體分子的近紅外光譜選擇吸收特性，利用氣體濃度與吸收強度關系（朗伯-比爾Lambert-Beer定律）鑒別氣體組分并確定其濃度的氣體傳感裝置。其主要由紅外光源、光路、紅外探測器、電路和軟件算法組成的光學傳感器，主要用于測化合物，例如：CH4、CO2、N2O、CO、SO2、NH3、乙醇、苯等，并包含絕大多數有機物。

2.原理

由于各種物質分子內部結構的不同，就決定了它們對不同波長光線的選擇吸收，即物質只能吸收一定波長的光。物質對一定波長光的吸收關系服從朗伯—比爾(Lambert2Beer)吸收定律。下圖為NDIR紅外氣體分析原理圖：以CO2分析為例，紅外光源發射出1～20μm的紅外光，通過一定長度的氣室吸后，經過一個4.26μm波長的窄帶濾光片后，由紅外傳感器監測透過4.26μm波長紅外光的強度，以此表示CO2氣體的濃度。

3分類

1）根據紅外探測器的通道數，可以劃分為單通道NDIR氣體傳感器和雙通道NDIR氣體傳感器。單通道就是在紅外探測器內部集成了一個敏感元件以及窄帶濾波鏡片；雙通道就是在單通道的基礎上，集成了一個參考通道。我公司紅外傳感器產品皆為雙通道類型，長期穩定性更好，受環境溫度影響小。

2）根據探測氣體種類，可以劃分為單一氣體和復合氣體傳感器。目前市場上絕大部分NDIR氣體傳感器都是針對單一氣體組分進行測量的，技術比較成熟，應用也比較廣泛。我公司產品基于此類設計。

4.應用

紅外線氣體分析器主要應用領域：

1)石油、化工、發電廠、冶金焦碳等工業過程控制；

2)大氣及污染源排放監測等環保領域；

3)飯店、大型會議中心等公共場所的空氣監測；

4)農業、醫療衛生和科研等領域；

例如：（1）合成氨流程的醇化塔進（出）口，用紅外氣體分析器分析CO和CO2；（2）甲醇生產流程的脫碳工段，用紅外氣體分析器分析CO和CO2；（3）環保排放監測，用紅外氣體分析器分析SO2和NOx。

5.應用注意事項

1)供電電壓超過規定工作電壓將導致傳感器損壞；

2)電壓低于規定工作電壓傳感器將不能正常工作。

3)長期處于高溫、潮濕環境；

4)處于強電磁場環境；

5)電磁場對傳感器輸出紊亂信號的影響

6)高溫環境對氣體探測器造成涂覆材料熔化、焊點開化、彈性體內應力發生結構變化等問題

7)粉塵、潮濕環境。此環境對氣體探測器造成短路的影響。在此環境條件下應選用密閉性很高的氣體探測器

8)潮濕、酸性對氣體探測器造成彈性體受損或產生短路等影響

6.發展趨勢

紅外氣體傳感器及儀器適用于監測各種易燃易爆、二氧化碳氣體，具有精度高、選擇性好、可靠性高、不中毒、不依賴于氧氣、受環境干擾因素較小、壽命長等顯著優點。這些優點將導致電化學、紅外原理的氣體檢測儀器占領更廣泛的行業高端市場，并在未來逐步成為市場主流。

NDIR的技術路線分為兩條：

1)向低分辯率、長波長、多氣種方向發展，主要市場是分析儀表。

2)向小體積，低成本方向發展，主要市場是室內空氣質量IAQ檢測，氣種包含CO2和碳氫HC類氣體，全球銷量約幾百萬只。