NDIR红外气体传感器的基本概述
关于TDLAS和NDIR技术
关于TDLAS和NDIR技术
1、可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术是利用二极管激光器的波长调谐特性,
获得被选定的待测气体特征吸收线的吸收光谱,从而对污染气体进行定性或者
定量分析。
在大气痕量气体和气体泄漏的监测中,为了提高探测的灵敏度, 一
般会根据具体情况对激光器采取不同的调制技术如波长调制、振幅调制、频率
或者位相调制等,同时和长光程吸收池相结合使用,并辅之以各种噪声压缩技
术。
TDLAS不仅精度较高,选择性强而且响应速度快,已经广泛用于大气中多种
痕量气体的检测以及地而的痕量气体和气体泄漏的检测。
用TDLAS 技术的话，有个原则，就是光程越长，其精准度越高。
2、非分散性红外线技术（NDIR）是一种基于气体吸收理论的方法。
红外光源发
出的红外辐射经过一定浓度待测的气体吸收之后，与气体浓度成正比的光谱强
度会发生变化，因此求出光谱光强的变化量就可以反演出待测气体的浓度。
3、这两种检测技术的共同点都是利用气体分子吸收红外线的特性，二者的区别
在于光源。
红外检测技术是利用红外线做光源，是广谱的光源，即使经过滤光
片依然是广谱的光源，所以红外气体传感器的选择性差灵敏度低（譬如：汽车
尾气就有可能产生干扰）。
激光光谱技术采用激光器做光源，是单一频率的光
源，光源的频率可以和气体分子的吸收频率一致，所以激光光谱技术的特点是
选择性好、灵敏度高。
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红外吸收型气体传感器详解课件
在医疗诊断中的应用
呼吸分析
红外吸收型气体传感器能够检测人体呼出的 气体成分，如二氧化碳和一氧化碳，对于呼 吸系统疾病诊断、肺功能评估以及麻醉气体 监测具有重要价值。
血液分析
通过分析血液中的气体成分，如氧和二氧化 碳，红外吸收型气体传感器能够帮助医生了 解患者的代谢状况和病情变化，为临床诊断 和治疗提供有力支持。
THANKS.
热辐射源与检测器
热辐射源
热辐射源是红外吸收型气体传感器中的重要组成部分，通常 采用电阻加热方式使材料产生红外辐射。常用的热辐射源材 料包括金属氧化物、碳化硅等。热辐射源需具备稳定性好、 寿命长、响应速度快等特点。
检测器
检测器的作用是将待测气体对红外光的吸收转化为可测量的 电信号。常用的检测器有热电堆、热释电探测器等。检测器 需具备高灵敏度、低噪声、响应速度快等特点，以便准确测 量气体浓度。
定义
红外吸收型气体传感器是一种利 用红外光谱吸收原理检测气体成 分的传感器。
工作原理
传感器发射特定波长的红外光， 通过检测特定气体对红外光的吸 收程度，从而确定气体的浓度。
类型与特点
类型
根据工作原理和应用需求，红外吸收 型气体传感器可分为固定式和便携式 两种类型。
特点
具有高灵敏度、高精度、非接触式测 量等优点，适用于多种气体成分的检 测。
恢复时间
指传感器从目标气体中移除到输出信 号恢复到初始值所需的时间。
工作温度与稳定性
工作温度
指传感器正常工作的环境温度范围。
稳定性
指传感器在长时间工作过程中，性能参数的变化情况，包括灵敏度、选择性、响应时间和恢复时间的稳定性。
红外吸收型气体传
05
感器的优缺点
优点
红外二氧化碳传感器
高分辨率红外二氧化碳CO2气体传感器二氧化碳气体传感器描述：红外二氧化碳传感器利用NDIR技术检测CO2气体浓度。
传感器内部有一个红外光源，一个双元件红外探测器，一个独特的光波导让气体扩散进去，ARM7内核微处理器，输出电压与电源极性无关。
传感器可以设置为线性电压输出，全量程0.4V-2.0V参考供电电源负极，或者设置为催化燃烧格式输出，通常零点是中间电压，相对于检测管脚在满量程点的电压是100mV。
此外，通过串口连接可以读取输出值和访问内部配置。
通信连接点3系的Prime2是焊盘，5系的Prime2是管脚。
内部的集成电路可以实现的功能如驱动光器件，提取检测信号，把信号强度转化为浓度，进行温度补偿和量化输出值等。
在催化燃烧配置时，Prime2可以在满足电源供电要求的条件下，不改变电路并完全替代催化燃烧传感器。
当Prime 2用于恒流催化燃烧电路时，外围元件需要满足电源要求。
二氧化碳气体传感器特性：★原装进口传感器,且体积全球最小；★可检测空气中上百种可燃及有毒有害气体的浓度和泄露；★采用先进微处理技术, 响应速度快, 测量精度高, 稳定性好；★具有良好的搞干扰性能, 使用寿命长达8年;★电压和串口同时输出特点, 方便客户调试使用,★传感器出厂精准标定,使用现场无须标定, 关键参数自动识别；★全量程范围温度数字自动跟踪补偿, 保证测量准确性；★更换时无须标定；★全最简化的外围电路, 生产简单, 操作方便;软件自动校准,★在可直接输出0.4-2V, 0-1.6V, 0-4V, 0-5V等电压信号和TTL电平信号;★安全型电路设计, 可带电热拔插操作;★PPM, %VOL, mg/m3三个单位显示；★防高浓度气体冲击的自动保护功能；外观描述所有尺寸以mm为单位（±0.1mm，除非标注）。
Rx和Tx 3系的为焊盘输出格式Prime1可以配置为催化燃烧格式输出或线性电压输出。
两种格式都不受电源极性影响，如下所示：线性电压设置:温度补偿在标定气体浓度水平的零点和量程点都有温度补偿。
英国爱丁堡仪器红外气体传感器
英国爱丁堡仪器红外气体传感器
---爱丁堡仪器红外气体传感器
Edinburgh Instruments（爱丁堡仪器公司）坐落于美丽的苏格兰首府——爱丁堡。
公司下属三个分支机构：红外气体传感器、荧光光谱仪和激光器。
在气体探测领域，积累了三十年的丰富经验，为欧洲及全世界的OEM客户和系统集成商，提供了性能稳定、价格便宜的红外气体传感器。
Ø 世界上最早采用电调制光源的厂家；
Ø 拥有自主核心技术，以及不断的研发能力；
Ø 提供性能可靠、长时间稳定的模块化产品；
Ø 与OEM客户、系统集成商保持长期、稳定的合作。
运用领域：
在线检测室内安全气调保鲜垃圾焚烧
温室大棚 TOC监测制冷控制气体运输。
ndir法
NDIR法1. 什么是NDIR法？NDIR法是一种用于气体分析的常见技术，全称为非分散红外光谱法（Non-Dispersive Infrared Spectroscopy）。
该技术利用红外辐射与待测气体分子之间的相互作用来测量气体浓度。
NDIR法广泛应用于环境监测、工业过程控制、室内空气质量监测等领域。
2. NDIR法的原理NDIR法基于被测气体对特定波长的红外辐射的吸收特性。
其原理可简述如下：1.光源发出特定波长的红外辐射。
2.经过一个滤光器，只有目标波长的光通过。
3.入射光通过一个参比腔和一个待测腔。
4.在参比腔中，没有待测气体存在，光能够顺利通过。
5.在待测腔中，存在待测气体，部分光被吸收。
6.接收器接收通过样品后剩余的光信号。
7.比较参比腔回传信号和待测腔回传信号的差异，计算出待测气体的浓度。
3. NDIR法的优势NDIR法在气体分析领域中具有以下优势：3.1 高精度由于NDIR法利用红外吸收特性进行测量，因此具有很高的精确度。
该方法能够对多种气体进行准确的定量分析，可达到ppm（百万分之一）甚至ppb（十亿分之一）级别的浓度检测。
3.2 高选择性不同气体对红外光的吸收特性有所差异，因此可以通过选择合适的滤光器和波长来实现对特定气体的选择性分析。
这使得NDIR法在复杂环境中能够准确地识别目标气体。
3.3 响应速度快NDIR法响应速度较快，通常在几秒钟内即可完成一次测量。
这使其在实时监测和快速反应的应用中非常有效。
3.4 耐久性好由于NDIR法使用无机滤光器和固态探测器，相比于其他传感器技术，更耐久且不易受到环境条件变化的影响。
这使得NDIR法适用于各种恶劣的工业环境。
4. NDIR法的应用NDIR法广泛应用于以下领域：4.1 环境监测NDIR法可用于监测大气中的污染物浓度，如二氧化碳、一氧化碳和甲烷等。
通过对这些污染物的快速准确测量，可以及时采取措施保护环境和人类健康。
4.2 工业过程控制在工业生产中，NDIR法可用于监测和控制各种气体的浓度，如溶剂蒸发过程中有机溶剂的排放、燃烧过程中产生的废气等。
非色散红外气体分析仪原理
非色散型红外线气体传感器工作原理
非色散型红外线气体传感器，简称为NDIR(non-dispersive infrared)气体传感器，它的具体工作原理：气体传感器是通过由入射红外线引发对象气体的分子振动，利用其可吸收特定波长红外线的现象来进行气体检测的，红外线的透射率(透射光强度与源自辐射源的放射光强度之比)取决于对象气体的浓度。
不过非色散型红外线气体传感器由红外线放射光源、感光素子、光学滤镜以及收纳它们的检测匣体、信号处理电路构成，其次在单光源双波长型传感器中，在2个感光素子的前部分别设置了具有不同的透过波长范围阈值的光学滤镜，通过比较可吸收检测对象气体波长范围与不可吸收波长范围的透射量，就可以换算为相应的气体浓度。
ndir气体传感原理
ndir气体传感原理气体传感器是一种用于检测环境中气体浓度的设备。
它可以应用于工业、环保、安全等领域，广泛用于检测有害气体浓度，保护人们的生命和财产安全。
其中，非分散式红外气体传感器（Non-dispersive Infrared Gas Sensor，简称ndir）是一种常用的气体传感器类型。
ndir气体传感器的工作原理是基于红外吸收光谱技术。
气体分子在特定波长的红外光照射下会吸收光能，吸收光的量与气体浓度成正比。
ndir传感器通过发射特定波长的红外光，并测量通过气体样品后光的强度变化，从而间接地得到气体浓度信息。
具体来说，ndir气体传感器由光源、样品室、红外滤波器、光敏探测器和信号处理电路等组成。
光源发射特定波长的红外光，经过样品室中的气体样本后，红外光会被样品中的气体分子吸收。
未被吸收的光通过红外滤波器进入光敏探测器，光敏探测器将光信号转换为电信号，并经过信号处理电路进行放大和滤波。
最终，传感器输出的电信号与气体浓度成正比。
由于不同气体在不同波长的红外光下吸收特性不同，因此，ndir气体传感器需要根据待检测气体的吸收特性选择合适的红外光波长。
常见的待检测气体包括二氧化碳、一氧化碳、甲烷等。
对于二氧化碳传感器，通常采用4.26μm波长的红外光进行检测，而一氧化碳传感器则常采用4.6μm波长的红外光。
ndir气体传感器具有许多优点。
首先，它具有高灵敏度和高选择性，能够准确测量低浓度的气体。
其次，由于采用了非分散式红外光吸收技术，ndir传感器对湿度和温度的影响较小，能够在较广的工作环境下稳定工作。
此外，ndir传感器响应速度快，可以实时检测气体浓度变化。
最重要的是，ndir传感器具有较长的使用寿命和较低的功耗，节约能源，降低维护成本。
然而，ndir气体传感器也存在一些局限性。
首先，由于采用了红外光源和红外滤波器，ndir传感器的制造成本较高。
其次，ndir传感器对于不同气体需要选择不同波长的红外光，因此在多气体检测时需要采用多个传感器或者切换滤光片，增加了系统复杂性和成本。
非分散红外烟气分析仪
非分散红外烟气分析仪一、原理1、非分散红外（NDIR）气体分析基本原理当红外光通过待测气体时,这些气体分子对特定波长的红外光有吸收,其吸收关系服从朗伯--比尔(Lambert-Beer)吸收定律。
设入射光是平行光,其强度为I0,出射光的强度为I,气体介质的厚度为L。
当由气体介质中的分子数dN的吸收所造成的光强减弱为dI时,根据朗伯--比尔吸收定律: dI/I=-KdN,式中K为比例常数。
经积分得:lnI= -KN + α (1) ，式中:N为吸收气体介质的分子总数;α为积分常数。
显然有N∝cl, c为气体浓度。
则式(1)可写成:I=exp(α)exp(-KN)=exp(α)exp(-μcL)=I0exp(-μcL) (2)式(2)表明,光强在气体介质中随浓度c及厚度L按指数规律衰减。
吸收系数取决于气体特性,各种气体的吸收系数μ互不相同。
对同一气体,μ则随入射波长而变。
若吸收介质中含i种吸收气体,则式(2)应改为:I=I0exp(-l∑μi ci)因此对于多种混合气体，为了分析特定组分，应该在传感器或红外光源前安装一个适合分析气体吸收波长的窄带滤光片，使传感器的信号变化只反映被测气体浓度变化。
以CO2分析为例，红外光源发射出1-20um的红外光，通过一定长度的气室吸收后，经过一个4.26μm波长的窄带滤光片后，由红外传感器监测透过4.26um波长红外光的强度，以此表示CO2气体的浓度。
非色散红外检测器电量关系与气体浓度关系的计算： Cm=(273+Tm)(M0R-MR0)×Rs×Cs/(273+Tc)(M0Rs-MsR0)R式中：Cm：检测器检出浓度；M0：零气输入时的测定信号；R0：零气输入时的比较信号；Ms：量程气输入时的测定信号；Rs：量程气输入时的比较信号；M：样气输入时的测定信号；R：样气输入时的比较信号；Cs：标准器的浓度；Tm：测定时的气体温度；Tc：校正时的气体温度。
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NDIR红外气体传感器的基本概述
NDIR红外气体传感器（Non-dispersive Infrared Gas Sensor）是
一种利用红外辐射原理检测气体浓度的传感器。
它由红外光源、气体室、
红外滤波器、检测器以及电子信号处理电路等组成。
这种传感器主要用于
测量空气中的气体浓度，如CO2、CO、CH4等。
NDIR传感器的工作原理是通过红外吸收特性来检测气体浓度。
当红
外光源照射到气体室中的气体时，气体中的特定组分会吸收特定波长的红
外光，吸收光的强度与气体浓度成正比。
检测器接收红外光，并通过与光
源的参考信号进行比较，计算出气体的浓度值。
为了提高传感器的性能，NDIR传感器通常使用窄带滤波器，以选择
性地传递特定波长的红外光。
这样可以排除其他波长的干扰光，提高气体
浓度的测量精度。
NDIR传感器有许多优点。
首先，它具有高度可选择性。
通过选择不
同的滤波器，可以检测多种气体，从而适应不同的应用需求。
其次，NDIR
传感器灵敏度高，可检测到极低浓度的气体。
同时，它对温度和湿度的依
赖性也较小，可以在不同的环境条件下进行可靠的气体浓度测量。
此外，NDIR传感器具有快速响应时间和长寿命的特点。
然而，NDIR传感器也存在一些局限性。
首先，由于传感器本身的设
计和结构复杂，其制造成本较高。
另外，一些特定的气体分子如氧气（O2）和水蒸气（H2O）具有较高的红外吸收能力，这可能会导致测量上的干扰。
此外，NDIR传感器的响应时间较慢，无法实现实时监测。
为了克服这些问题，研究者们正在不断改进NDIR传感器的设计和技术。
他们提出了多通道测量、温湿度补偿和智能算法等方法来提高传感器
的性能。
此外，一些新型材料的应用也为NDIR传感器的发展提供了新的可能性。
总之，NDIR红外气体传感器是一种重要的气体浓度检测工具。
它通过利用红外光的吸收特性来测量气体浓度，具有高度可选择性、高灵敏度和稳定性等优点。
随着技术的发展，NDIR传感器在环境监测、工业安全和室内空气质量监测等领域的应用将会越来越广泛。