1.紅(hóng)外檢(jiǎn)測技(jì)術

在(zài)氣(qì)體(tǐ)檢測(cè)領域應(yīng)用十分廣泛(fàn)
，絕(jué)大(dà)多(duō)數(shù)氣體分(fēn)子會在(zài) 2μm～20μm 紅外波(bō)段(duàn)內產(chǎn)生特(tè)征(zhēng)振(zhèn)動 / 轉動吸收光(guāng)譜(pǔ)
，且各氣(qì)體的吸收光帶區間(jiān)窄(zhǎi)，互不重(zhòng)疊。如下圖：

氣體吸收光譜圖(tú)

由(yóu)於每(měi)種氣體（或(huò)同類(lèi)氣體）幾(jī)乎都擁有(yǒu)特征(zhēng)吸收光帶(dài)
，紅(hóng)外氣體(tǐ)傳(chuán)感(gǎn)器可實現對(duì)特(tè)定(dìng)單(dān)一氣(qì)體(tǐ)或一類(lèi)氣(qì)體的(dí)選擇(zé)性檢測。

絕(jué)大(dà)多數紅外傳感(gǎn)器(qì)通過檢測(cè)氣體對紅外光的吸(xī)收程(chéng)度工(gōng)作
，無(wú)論(lùn)氣體濃(nóng)度高低
，傳感器(qì)均(jūn)能(néng)輸出有效(xiào)信(xìn)號(hào)。因(yīn)此(cǐ)設(shè)備故障極易(yì)被(bèi)識別
，紅(hóng)外氣體傳感(gǎn)器(qì)普遍(biàn)具備(bèi) 故障(zhàng)安(ān)全(quán)（失效安全(quán)）特性(xìng)。

2.  紅(hóng)外氣體傳(chuán)感(gǎn)器結構

商用(yòng)紅(hóng)外(wài)氣體傳(chuán)感器(qì)主要(yào)由五部分組成(chéng)：紅(hóng)外(wài)光源，紅外(wài)探(tàn)測(cè)器(qì)，氣(qì)室（光(guāng)路氣腔），波長篩(shāi)選器件(jiàn)
，以及(jí)透鏡 / 反射(shè)鏡等(děng)光學耦合元(yuán)件(jiàn)
，用於(yú)將光源(yuán)紅外(wài)輻射傳導穿(chuān)過氣室並(bìng)送(sòng)達探(tàn)測器。如下圖(tú):

NDIR 傳感器原理(lǐ)圖

待測(cè)樣氣通(tōng)入(rù)氣(qì)室(shì)；探測(cè)器(qì)采(cǎi)集目(mù)標氣體(tǐ)特(tè)征(zhēng)吸收波(bō)長下的紅外輻射(shè)強(qiáng)度(dù)。

若無(wú)待測(cè)氣體：紅(hóng)外(wài)光(guāng)無吸(xī)收(shōu)
，探測(cè)器接收(shōu)光信號(hào)強度達到最(zuì)大值；

光路中(zhōng)存在待(dài)測(cè)氣體：氣(qì)體(tǐ)吸收紅(hóng)外光
，探測(cè)器(qì)接收信(xìn)號(hào)隨氣體濃度(dù)升高而(ér)衰減(jiǎn)。

3.非分光(guāng)紅外（NDIR）傳(chuán)感器(qì)原(yuán)理(lǐ)

整(zhěng)套檢測流程的核(hé)心(xīn)是精(jīng)準選(xuǎn)取(qǔ)待測氣體對(duì)應的吸收波(bō)長(cháng)。

區分紅外(wài)波長有(yǒu)兩(liǎng)種方(fāng)式(shì)：

分(fēn)光(guāng)式：利用棱(léng)鏡，衍射光柵(zhà)對不(bù)同波長光綫(xiàn)進行空間(jiān)分光；

非分(fēn)光(guāng)式（NDIR）：采(cǎi)用光學濾光片(piàn)
，僅允許(xǔ)目標(biāo)檢測波(bō)長(cháng)透過。

在紅外分光效率上(shàng)
，光(guāng)學濾(lǜ)光(guāng)片比光柵(zhà)高約 1000 倍
，比棱(léng)鏡高出(chū)十萬(wàn)倍(bèi)。因(yīn)此 NDIR 氣(qì)體傳感(gǎn)器相比(bǐ)分(fēn)光(guāng)式設(shè)備具備顯(xiǎn)著性能(néng)優勢
，也是(shì)行業主(zhǔ)流選用(yòng)方(fāng)案。

4. 誤(wù)差消除技術(shù)

除待測氣(qì)體外
，諸(zhū)多外部因素(sù)都(dū)會(huì)幹擾檢測信(xìn)號(hào)：光源輸出功率(shuài)隨時間(jiān) / 溫度(dù)漂(piāo)移，濾光片(piàn)透(tòu)光(guāng)率衰(shuāi)減，探測器響(xiǎng)應溫漂，電路係統(tǒng)誤(wù)差，光學(xué)鏡片(piàn)積灰汙染等。

行業通用解(jiě)決方案：增設參比(bǐ)通道（基準通道）
，選(xuǎn)用(yòng)與(yǔ)檢(jiǎn)測(cè)波長接近的(dí)紅外波(bō)段作為基(jī)準光路(lù)。

上(shàng)述所有(yǒu)幹擾(rǎo)因素(sù)會(huì)同(tóng)步作用(yòng)於(yú)檢測(cè)通(tōng)道與(yǔ)參比(bǐ)通道；將兩路(lù)信(xìn)號(hào)做比值運算(suàn)
，即可(kě)抵(dǐ)消共(gòng)模(mó)幹擾
，輸出(chū)穩定(dìng)，精準的(dí)濃度(dù)數(shù)據(jù)。

傳感(gǎn)器(qì)光路設(shè)計保證(zhèng)參(cān)比(bǐ)光束(shù)與(yǔ)檢測光(guāng)束(shù)經(jīng)過一致的(dí)光學通路(lù)
，消(xiāo)除鏡片局(jú)部(bù)積汙帶(dài)來(lái)的(dí)偏(piān)差；搭(dā)配(pèi)調(tiáo)製(zhì)光(guāng)源電路與數(shù)字信號處理(lǐ)算(suàn)法(fǎ)
，最(zuì)終(zhōng)構(gòu)建長期穩定，高(gāo)可靠性的氣體檢測(cè)係(xì)統。

Edinburgh Sensors Ltd完(wán)成該(gāi)類(lèi) NDIR 傳(chuán)感器(qì)基礎(chǔ)架構研發(fā)
，並持續(xù)迭代(dài)優化至今。