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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
---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（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
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。
第５１卷 第２期 激光与红外Ｖｏｌ．５１，Ｎｏ．２ ２０２１年２月 ＬＡＳＥＲ ＆ ＩＮＦＲＡＲＥＤＦｅｂｒｕａｒｙ，２０２１ 文章编号：１００１ ５０７８（２０２１）０２ ０１８９ ０７·红外技术及应用·恒温ＮＤＩＲ二氧化碳气体传感器研究裴 昱１，张加宏１，２，李 敏１，顾 芳１（１ 南京信息工程大学电子与信息工程学院，江苏南京２１００４４；２ 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心，江苏南京２１００４４）摘 要：环境温度变化会影响ＣＯ２对红外光的吸收效率，为提高非色散红外（ＮＤＩＲ）ＣＯ２气体传感器的测量精度，设计了一种基于增量式ＰＩＤ算法的恒温ＣＯ２气体传感器系统。
首先利用ＡＮＳＹＳＦＬＵＥＮＴ软件对恒温控制下的采样气室内部热分布进行模拟仿真，验证了恒温控制的可行性，然后设计了基于ＰＩ加热片的恒温控制系统。
实验结果表明，在０～２０００ｐｐｍ气体浓度范围内，本文提出的ＣＯ２气体传感器在恒温４０℃时的测量误差小于±６０ｐｐｍ，该结果对于研制高性能气体传感器有一定参考价值。
关键词：非色散红外；增量式ＰＩＤ算法；ＦＬＵＥＮＴ仿真；恒温ＣＯ２气体传感器中图分类号：ＴＰ２１９；ＴＮ２１９ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ ５０７８．２０２１．０２．０１０ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｃｏｎｓｔａｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＮＤＩＲｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｇａｓｓｅｎｓｏｒＰＥＩＹｕ１，ＺＨＡＮＧＪｉａ ｈｏｎｇ１，２，ＬＩＭｉｎ１，ＧＵＦａｎｇ１（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００４４，Ｃｈｉｎａ；２．ＪｉａｎｇｓｕＣｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒｏｎＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００４４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｍｂｉｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｈａｎｇｅｓｗｉｌｌａｆｆｅｃｔｔｈｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆＣＯ２ｆｏｒｉｎｆｒａｒｅｄｌｉｇｈｔ．Ｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙｏｆｎｏｎ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅｉｎｆｒａｒｅｄ（ＮＤＩＲ）ＣＯ２ｇａｓｓｅｎｓｏｒ，ａｃｏｎｓｔａｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣＯ２ｇａｓｓｅｎｓｏｒｓｙｓ ｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌＰＩＤａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｆｉｒｓｔ，ＡＮＳＹＳＦＬＵＥＮＴｓｏｆｔｗａｒｅｗａｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｔｈｅｒ ｍａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｓｉｄｅｔｈｅｓａｍｐｌｉｎｇｃｈａｍｂｅｒｕｎｄｅｒｃｏｎｓｔａｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｃｏｎｓｔａｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌ．Ｔｈｅｎ，ａｃｏｎｓｔａｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＰＩｈｅａｔｅｒｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．ＴｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｒｒｏｒｏｆｔｈｅＣＯ２ｇａｓｓｅｎｓｏｒｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒａｔａｃｏｎｓｔａｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆ４０℃ｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ±６０ｐｐｍｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ０～２０００ｐｐｍｇａｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓｒｅｓｕｌｔｈａｓｃｅｒｔａｉｎｒｅｆｅｒｅｎｃｅｖａｌｕｅｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｇａｓｓｅｎｓｏｒｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｏｎ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅｉｎｆｒａｒｅｄ；ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌＰＩＤａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ＦＬＵＥＮＴｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｃｏｎｓｔａｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣＯ２ｇａｓｓｅｎｓｏｒ基金项目：国家自然科学基金项目（Ｎｏ ４１６０５１２０）；江苏高校优势学科Ⅲ期建设工程资助项目（Ｎｏ ＰＡＰＤ）资助。
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。
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。
co2传感器工作原理
CO2传感器工作原理即通过测量环境中二氧化碳（CO2）气体浓度来判断空气的质量，并输出相应的电信号。
CO2传感器一般采用非散射红外（NDIR）技术，其中包含一个辐射源（通常为红外光源）、一个CO2传感元件（通常为红外光探测器）以及一个用于测量CO2浓度的滤波器。
在传感器工作时，辐射源会发射特定波长的红外光，并经过滤波器，使只有CO2分子吸收的波长通过，而其他气体不会吸收。
当通过空气中的气体时，CO2分子会吸收特定波长的红外光。
因此，探测器会测量红外光的强度。
CO2浓度较高时，通过空气的红外光会受到更多的吸收，辐射源发出的红外光强度会减弱。
通过测量红外光的强度变化，传感器可以计算出CO2浓度的值。
传感器通常会根据环境的温度和湿度等因素进行校准，以提高测量的准确性。
同时，传感器还可以通过测量环境中的温度和湿度，来补偿测量过程中的误差。
最后，传感器会将测量到的CO2浓度转换成电信号输出，可以通过不同的信号接口进行读取和处理，以应用于空气质量监测、室内空气调节等领域。
电调制非分光红外(NDIR)气体传感器
本文介绍一种采用电调制红外光源的新型红外气体传感器。
该传感器通过采用电调制红外
光源，省却了传统方法中的机械调制部件；同时采用了高精度干涉滤光片一体化红外传感器
以及单光束双波长技术，配合易拆卸的镀金气室及数据采集系统，可以实现SO2、NO、CO2、CO、CH4、N2O等气体的实时测量。
一前言
NDIR红外气体分析仪作为一种快速、准确的气体分析技术，特别连续污染物监测系统（CEMS）以及机动车尾气检测应用中十分普遍。
国内NDIR气体分析仪的主要厂家大都采用
国际上八十年代初的红外气体分析方法，如采用镍锘丝作为红外光源、采用电机机械调制红
外光、采用薄膜电容微音器或InSb等作为传感器等。
由于采用电机机械调制，仪器功耗大，
且稳定性差，仪器造价也很高。
同时采用薄膜电容微音器作为传感使得仪器对震动十分敏感，
因此不适合便携测量。
随着红外光源、传感器及电子技术的发展，NDIR红外气体传感器在
国外得到了迅速的发展。
主要表现在无机械调制装置，采用新型红外传感器及电调制光源，
在仪器电路上采用了低功耗嵌入式系统，使得仪器在体积、功耗、性能、价格上具有以往仪
器无法比拟的优势。
二NDIR气体分析基本机理
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 c i)(3)
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。
图1为NDIR红外气体分析原理图：以
CO2分析为例，红外光源发射出1-20um
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，
三电调制NDIR红外气体传感器关键技术
在设计传感器的光学系统部分时，为了减少红外传感器微弱信号的衰减以及外界信号干扰，将前置放大电路也一并放在光学部件上，并采取了一定的电磁屏蔽措施。
为了使气体红外吸收信
号具有较好的分辨率，在进行结构设计时,红外光源、气室、红外探测器应设置在同一光轴上。
此外为了使得信号足够大，可以使用椭圆型或抛物线型反射镜。
红外光源由稳流供电,供
电电压和电流根据使用的光源不同而不同。
工作时,传感器根据预先设定的调制频率发出周期性的红外光，红外光源发出的红外光通过窗口材料入射到测量气室,测量气室由采样气泵连续将被测气体通入测量气室,气体吸收特定波长的红外光,透过测量气室的红外光由红外探测器探测。
由于调制红外光的作用红外传感器输出交流的电信号，通过其后的前置放大电路放大后在一次经过高精密放大整流电路，得到一个与被测气体浓度对应的直流信号送入测控系统处理。
红外传感器内有温度传感器探测其工作环境温度。
红外传感器信号经过测控系统,并经数字滤波、线性插值及温度补偿等软件处理后,给出气体浓度测量值。
采用了以下关键技术：
1.红外光源及其调制
新型电调制红外光源等，升降温速度很快.
红外光源发射窗口上安装有透明窗,一方面可以保证发射的红外光波长在特定范围内,
适合于对常规的气体如CO2、CO、CH4、NO、SO2等气体进行测量。
此外也可以阻止外界环境对
光源温度的影响。
2.镀膜气室
采用气室与外支撑分离的结构，安装时只需将气室固定安装在支撑结构的中心即可。
此
种结构设计保证了该部件易于装卸﹑更换；同时由于与外支撑分离，进一步减小了外界条件
的影响，使仪器能适应复杂环境下工作。
此外原来一些需要较长气室的传感器，采用以往方
法加工镀膜工艺十分困难，采用此法后将十分容易，成本也将大大降低。
传统气室采用了与
外支撑一体化设计，具有制造容易﹑安装方便等优点，但受外界温度波动影响较大；其次，
由于被分析气体成分复杂，具有一定的腐蚀性，如SO2﹑NO x等，长时间使用后气室极易被污
染，直接影响测量精度。
3.红外探测器
红外探测器，NDIR气体传感器的核心部件，测量精度很大程度取决于传感器的性能高低。
本研究采用高灵敏度红外传感器，例如HTS E21F3.91/F4.26,在其封装上固定安装有针对不
同气体的窄带干涉滤光片,可以实现对不同气体的测量。
为了确保红外探测器得到较强的稳
定信号，可以设计一种红外探测器定向轴，即使在前置放大板上焊接的红外探测器位置有一
定的偏差，本传感器也可确保与红外光源和气室位于同一光学中心轴上。
红外探测器接收红外光产生的信号十分微弱，极易受外界的干扰，因此稳定可靠的前置
放大电路是关键，最好采用高精密、低飘移的模拟放大电路，并采用窄带滤波电路。
前置放
大电路具有精度高、漂移小、响应快的特点。
前置放大出来的信号通过二级放大电路，直接
输出一个与气体浓度对应信号，并送入测控系统，通过非线性校正和补偿后得到气体浓度。
4、传感器测控系统
为了实现NDIR气体传感器的测量、控制以及自动标定等功能，需要一个合适的微控制器
来管理传感器。
传感器测控系统通过采集红外输出信号及测量标准气体曲线，采用非线性
校正算法可以直接得到测量气体的浓度。
通过采用以上技术，NDIR红外气体传感器的结构比以往仪器将大大简化，仪器功耗也大
幅度降低（只有以往的1/4），传感器的成本也不到以往技术的1/4。
此类传感器可以实现模
块化和标准化，因此更加适合在我国广泛使用。
