一、核心工作原理

NDIR紅外氣體分析儀（非分散紅外技術）理論基礎是朗伯-比爾定律：當特定波長的紅外光穿過含有目標氣體的氣室時，氣體分子會吸收部分紅外光，吸收強度與氣體濃度、光程長度成正比（濃度越高、光程越長，吸收越強）。設備通過檢測“入射光強度"與“透射光強度"的差異，計算出目標氣體濃度。

具體工作流程如下：

1. 紅外光源發射：光源（通常為黑體輻射源、紅外LED）發出連續波長的紅外光；

2. 濾光片篩選波長：通過“目標波長濾光片"（如檢測CO?選4.26μm、CO選4.65μm），僅讓目標氣體能吸收的特定波長紅外光通過；

3. 氣室氣體吸收：紅外光穿過裝有樣氣的“氣體池"（氣室），目標氣體分子吸收部分紅外光，剩余光繼續傳播；

4. 檢測器接收信號：紅外檢測器（如熱釋電檢測器、光電導檢測器）接收透射光，將光信號轉化為電信號；

5. 信號處理與濃度計算：數據處理模塊根據“電信號強度→光吸收量→濃度"的對應關系，結合朗伯-比爾定律，輸出目標氣體的實時濃度值。

二、設備核心組成

NDIR紅外氣體分析儀的結構可分為“光學系統"“氣路系統"“電路系統"三大模塊，各部分協同實現氣體檢測：

模塊                     核心組件               功能說明                                                                

光學系統             紅外光源                提供穩定的連續紅外光，需滿足“壽命長、輸出功率穩定"（如黑體光源壽命可達10萬小時）； 

氣體池（氣室）  容納樣氣的密閉腔體，分為“單光路"“雙光路"（雙光路可抵消光源漂移，提升穩定性）；部分設備采用“多次反射氣體池"（通過鏡面反射延長光程，提升檢測靈敏度，適用于低濃度氣體）； 

濾光片              關鍵組件，決定檢測的“特異性"——僅允許目標氣體吸收的波長通過，避免其他氣體干擾（如檢測CH?需選3.31μm濾光片）； 

紅外檢測器        將透射光信號轉化為電信號，需具備“高靈敏度、低噪聲"特性（如熱釋電檢測器響應速度快，適用于在線監測）； 

氣路系統           采樣單元             包括采樣泵、伴熱管線（防止樣氣冷凝），負責從現場抽取樣氣；             

預處理單元        含除塵過濾器（去除粉塵，避免堵塞氣室）、脫水裝置（如冷凝器、干燥管，防止水分吸收紅外光干擾檢測）、除油過濾器（工業場景需去除油污）； 

氣體池（氣室）   與光學系統共用，需具備“耐腐蝕、密封性強"特性（如采用不銹鋼、石英材質，適配酸性/堿性樣氣）； 

電路系統            信號放大模塊          將檢測器輸出的微弱電信號放大，減少噪聲干擾；                             

 數據處理模塊    執行濃度計算、零點/跨度校準、數據存儲等功能（部分設備內置MCU或PLC）；     

顯示與通訊模塊   提供屏幕顯示（實時濃度、故障信息），支持RS485、4G、以太網等接口，實現數據遠程傳輸（對接云平臺或DCS系統）； 

校準模塊             支持“零點校準"（通入純氮氣等無目標氣體的載氣）、“跨度校準"（通入已知濃度的標準氣體），確保檢測精度； 

三、關鍵性能參數

 參數類別            核心指標               說明（以工業級設備為例）                                                

檢測能力           目標氣體                主流檢測：CO（0-1000ppm~0-100%VOL）、CO?（0-5000ppm~0-100%VOL）、CH?（0-1000ppm~0-100%VOL）；部分可測NMHC（非甲烷總烴）、SO?等； |

測量量程           支持單量程或多量程自動切換（如0-500ppm/0-5000ppm，適配不同濃度場景）；   

精度與分辨率    分析精度                 通常為±1%FS（滿量程）或±0.5%FS（高精度型號）；                           

分辨率              最小可檢測濃度，如0.1ppm（低濃度檢測）或0.01%VOL（高濃度檢測）；          

 穩定性             零點漂移                通常＜±0.5%FS/7天（長期運行零值偏移）；                                   

 跨度漂移          通常＜±1%FS/7天（量程點濃度偏移）；                                     

 響應速度           T90（達到90%最終值時間）         1-10秒（在線式設備通常＜5秒，便攜式＜10秒）；                             

 四、主要應用場景

NDIR紅外氣體分析儀因“穩定、低成本、適配多濃度"的特點，廣泛應用于多個行業，核心場景包括：

 1. 環保領域

固定污染源監測：工業窯爐、電廠、化工廠的煙氣中CO、CO?濃度監測（符合HJ 732-2014、HJ 604-2017等標準）；

環境空氣監測：城市空氣質量站、園區邊界的CO、CH?濃度監測；

 VOCs輔助監測：部分設備搭配專用濾光片，可檢測小分子VOCs（如苯、甲苯）或總烴（THC）。

 2. 工業領域

過程控制：化工反應釜、冶金高爐的CO/CO? 濃度監測（判斷反應進度、調整工藝參數）；

安全監測：煤礦井下CH?（瓦斯）濃度監測（預防爆炸）、密閉空間CO濃度監測（防止人員中毒）；

 能源行業：天然氣管道CH?純度分析（確保燃氣質量）、生物質燃氣中CO/CO?含量監測。

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