NDIR红外气体传感器的基本概述
NDIR红外气体传感器的基本概述
一、ＮDＩR红外气体传感器得基本概述1.简介NDIR红外气体传感器用一个广谱得光源作为红外传感器得光源,光线穿过光路中得被测气体,透过窄带滤波片,到达红外探测器、其工作原理就是基于不同气体分子得近红外光谱选择吸收特性,利用气体浓度与吸收强度关系(朗伯—比尔Lambeｒｔ-Beｅr定律)鉴别气体组分并确定其浓度得气体传感装置。
其主要由红外光源、光路、红外探测器、电路与软件算法组成得光学传感器,主要用于测化合物,例如:CH4、ＣＯ2、N２O、CO、SO2、ＮH３、乙醇、苯等,并包含绝大多数有机物。
2.原理由于各种物质分子内部结构得不同,就决定了它们对不同波长光线得选择吸收,即物质只能吸收一定波长得光。
物质对一定波长光得吸收关系服从朗伯—比尔(Ｌａmbeｒt2Ｂｅer)吸收定律。
下图为ＮDIＲ红外气体分析原理图:以CO2分析为例,红外光源发射出１～20μｍ得红外光,通过一定长度得气室吸后,经过一个4。
26μm波长得窄带滤光片后,由红外传感器监测透过4。
2６μｍ波长红外光得强度,以此表示CO2气体得浓度。
3.分类1)根据红外探测器得通道数,可以划分为单通道NDＩＲ气体传感器与双通道NDIR气体传感器。
单通道就就是在红外探测器内部集成了一个敏感元件以及窄带滤波镜片;双通道就就是在单通道得基础上,集成了一个参考通道、我公司红外传感器产品皆为双通道类型,长期稳定性更好,受环境温度影响小、2)根据探测气体种类,可以划分为单一气体与复合气体传感器。
目前市场上绝大部分ＮDIＲ气体传感器都就是针对单一气体组分进行测量得,技术比较成熟,应用也比较广泛。
4.应用红外线气体分析器主要应用领域:1)石油、化工、发电厂、冶金焦碳等工业过程控制;2)大气及污染源排放监测等环保领域;3)饭店、大型会议中心等公共场所得空气监测;4)农业、医疗卫生与科研等领域;例如:(1)合成氨流程得醇化塔进(出)口,用红外气体分析器分析CＯ与CO2;(2)甲醇生产流程得脱碳工段,用红外气体分析器分析CO与CO2;(３)环保排放监测,用红外气体分析器分析SO2与ＮＯx。
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。
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。
NDIR红外气体传感器的基本概述
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。
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检测器原理
ndir检测器原理
由于可燃气体的危险性，在工业、科学研究、安全领域，对可燃气体的检测及监测显得尤为重要。
NDIR（非预充气体气体检测器/无汞红外热检测器）是一种用于检测可燃气体含量的有效检测方法，它可以准确地检测出少量可燃气体的泄漏，也可以监测大量的可燃气体的变化。
NDIR检测器的工作原理是：NDIR检测器采用热敏元件（催化剂和催化气体），在被检测气体经过催化剂时发生化学反应，释放出可见光，同时热电偶能够探测到热量，最后得到气体浓度的测量值。
NDIR检测器由传感器头和控制器两部分组成，传感头由催化剂和催化气体，热检测器，热电偶，滤波器，镜片，红外滤光片等组成，控制器通过检测传感头的信号，与预先设定的参数比对，根据检测结果将气体浓度测量值转换为屏幕显示的值。
传感头会根据被检测气体的特性，优化检测数，提高检测敏感度和准确性。
NDIR检测器有几种不同的传感头，他们可以检测到多种可燃气体，包括丙烷、乙烷、一氧化碳、甲烷、氨等气体。
每种传感头都有不同的参数优化，通常会考虑催化剂的性质，以及被检测气体的吸收率和分解率，从而确定检测的精度，以确保准确的浓度数据的输出。
NDIR检测器的优点在于安全使用，准确度高，操作简单，输出反应灵敏，而且无需添加汞成分，对环境污染较小。
它的缺点在于工作环境温度较高时容易受到影响，而且在检测多种气体时容易出现干扰，需要进行多次测量才能得出准确结果。
综上，NDIR检测器是一种高精度、灵敏、安全的检测设备，可
以准确检测出可燃气体的含量，是工业，科学研究，安全领域常用的可燃气体检测技术之一。
ndir原理sf6
ndir原理sf6
SF6气体是一种无色、无味、无毒的气体，具有优异的绝缘性能和热稳定性。
在电力行业中，SF6气体被广泛用作高压开关设备和变电站设备中的绝缘介质。
NDIR（非分散红外）是一种常用于检测SF6气体浓度的技术原理。
NDIR传感器利用了分子吸收红外辐射的原理来测量气体浓度。
其工作原理如下：
1. 光源发射，NDIR传感器中有一个红外光源，通常是红外发光二极管（LED），它会发射特定波长的红外光线。
2. 光路设计，发射的红外光线经过特定的光路设计，进入气体测量室。
3. 气体吸收，在气体测量室内，待测气体（比如SF6）会吸收特定波长的红外光线，吸收量与气体浓度成正比。
4. 探测器接收，经过气体吸收后的红外光线被传感器中的红外探测器接收。
5. 信号处理，探测器接收到的光信号会被转换成电信号，并经
过信号处理电路进行放大和滤波处理。
6. 浓度计算，最终，根据探测到的光信号强度，NDIR传感器
会计算出待测气体的浓度，并输出相应的浓度数值。
总的来说，NDIR技术利用气体对特定波长的红外光的吸收特性
来测量气体浓度，其优点是测量精度高、响应速度快、稳定性好等。
在SF6气体检测领域，NDIR技术被广泛应用于高压开关设备和变电
站设备中，用于监测和控制SF6气体的浓度，确保设备运行安全可靠。
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一、NDIR红外气体传感器的基本概述
1.简介
NDIR红外气体传感器用一个广谱的光源作为红外传感器的光源，光线穿过光路中的被测气体，透过窄带滤波片，到达红外探测器。
其工作原理是基于不同气体分子的近红外光谱选择吸收特性，利用气体浓度与吸收强度关系（朗伯-比尔Lambert-Beer定律）鉴别气体组分并确定其浓度的气体传感装置。
其主要由红外光源、光路、红外探测器、电路和软件算法组成的光学传感器，主要用于测化合物，例如：CH4、CO2、N2O、CO、SO2、NH3、乙醇、苯等，并包含绝大多数有机物。
2.原理
由于各种物质分子内部结构的不同，就决定了它们对不同波长光线的选择吸收，即物质只能吸收一定波长的光。
物质对一定波长光的吸收关系服从朗伯—比尔(Lambert2Beer)吸收定律。
下图为NDIR红外气体分析原理图：以CO2分析为例，红外光源发射出1～20μm的红外光，通过一定长度的气室吸后，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4.26μm波长红外光的强度，以此表示CO2气体的浓度。
3.分类
1）根据红外探测器的通道数，可以划分为单通道NDIR气体传感器和双通道NDIR气体传感器。
单通道就是在红外探测器内部集成了一个敏感元件以及窄带滤波镜片；双通道就是在单通道的基础上，集成了一个参考通道。
我公司红外传感器产品皆为双通道类型，长期稳定性更好，受环境温度影响小。
2）根据探测气体种类，可以划分为单一气体和复合气体传感器。
目前市场上绝大部分NDIR 气体传感器都是针对单一气体组分进行测量的，技术比较成熟，应用也比较广泛。
4.应用
红外线气体分析器主要应用领域：
1)石油、化工、发电厂、冶金焦碳等工业过程控制；
2)大气及污染源排放监测等环保领域；
3)饭店、大型会议中心等公共场所的空气监测；
4)农业、医疗卫生和科研等领域；
例如：（1）合成氨流程的醇化塔进（出）口，用红外气体分析器分析CO和CO2；（2）甲醇生产流程的脱碳工段，用红外气体分析器分析CO和CO2；（3）环保排放监测，用红外气体分析器分析SO2和NOx。
5.应用注意事项
1)供电电压超过规定工作电压将导致传感器永久性损坏；
2)电压低于规定工作电压传感器将不能正常工作。
3)长期处于高温、潮湿环境；
4)处于强电磁场环境；
5)电磁场对传感器输出紊乱信号的影响
6)高温环境对气体探测器造成涂覆材料熔化、焊点开化、弹性体内应力发生结构变化等问题
7)粉尘、潮湿环境。
此环境对气体探测器造成短路的影响。
在此环境条件下应选用密闭性很高的气体探测器
8)潮湿、酸性对气体探测器造成弹性体受损或产生短路等影响
6.发展趋势
红外气体传感器及仪器适用于监测各种易燃易爆、二氧化碳气体，具有精度高、选择性好、可靠性高、不中毒、不依赖于氧气、受环境干扰因素较小、寿命长等显著优点。
这些优点将导致电化学、红外原理的气体检测仪器占领更广泛的行业高端市场，并在未来逐步成为市场主流。
7.NDIR的技术路线分为两条：
1)向低分辩率、长波长、多气种方向发展，主要市场是分析仪表。
2)向小体积，低成本方向发展，主要市场是室内空气质量IAQ检测，气种包含CO2和碳氢HC类气体，全球销量约几百万只。
二、电化学传感器的基本概述
8.简介
电化学气体传感器属于化学类传感器中的一种，其类型主要有三种：伽伐尼电池式传感器、定电位电解式气体传感器及燃料电池型气体传感器。
电化学传感器具有响应速度快、功耗低、线性好、可以定量检测等特点，广泛受到市场的青睐。
其敏感体主要是由贵金属催化剂材料制成的，其中应用最为广泛常见的催化剂是铂、金、钌、碳等，通过将膜电极及电解液灌封而成。
9.原理
电化学传感器，顾名思义，是通过发生化学反应对外输出电流信号。
气体在电极上发生电化学反应并释放电荷形成电流，产生的电流大小与气体浓度成正比并遵循法拉第定律，通过测定电流的大小即可判定气体的浓度。
10.分类（以我公司传感器为基础）
按照实际用途，我司将电化学气体传感器分为三类：
(1）民用型
此类型传感器主要是用于安防、家报领域，严格准确的检测家庭中有毒气体的实时浓度，为日常人身安全提供了可靠的保障。
其代表型传感器为一氧化碳传感器（ME2-CO、ME2-CH2O）。
从外形图上看，传感器仅有两个电极，即工作电极和对电极，结构较为简单，使用方便，检测浓度可达到PPm级别，准确度较高。
(2）工业品传感器
此类型传感器主要用于工矿类，畜牧业等行业，用来检测作业中产生的毒
气浓度。
比如硫化氢、氨气、氯气等。
近年来对于致癌物质的苯等有机物，人
们格外的关注，对于有机物的检测有很好的效果，检测浓度可达到PPm级别，
准确度高。
观察其外形，可以看到，工业品传感器与民用传感器明显的区别就在于其电极的数量。
工业用传感器电极有三个，较民用传感器多出一个参比电极，其提高了检测的准确度以及稳定性。
右下图传感器表观看有四个电极，但是实际有效电极也为三个，与三电极体系原理一样。
（3）大气监测传感器
此类型传感器是用于大气监测领域。
由于当下经济发展迅速，空气质量也受到不同程度的影响，个别地区空气已经受到严重污染。
因此随着国家和人们对于空气质量的看重，大气监测亟需进行。
11.应用中注意事项
电化学传感器对于应用过程有一定的要求，客户使用时应注意以下几点：
①管脚禁止折断和弯曲；
②使用前老化时间不少于48小时；
③传感器避免接触有机溶剂（包括硅橡胶及其它胶粘剂）、涂料、药剂、燃料油类及高浓度气体；
④所有电化学传感器不可用树脂材料完全封装，也不可浸没在无氧环境中，否则会损害传
感器的性能；
⑤所有电化学传感器不可长时间应用于含有腐蚀性气体的环境中，腐蚀性气体可以损害传感器；
⑥气体零点测定时，须在洁净的大气中进行；
⑦传感器上方防水透气膜严禁揭开、破损；
⑧传感器不可受到过度的撞击或震动；
⑨外壳有损伤、变形等情况下请勿使用；
⑩禁止用热熔胶或者固化温度高于80℃以上的密封胶封装传感器；。