NDIR紅外氣體分析儀（非分散紅外技術(shù)） 返回列表頁

一、核心工作原理

NDIR紅外氣體分析儀（非分散紅外技術(shù)）理論基礎(chǔ)是朗伯-比爾定律：當(dāng)特定波長的紅外光穿過含有目標(biāo)氣體的氣室時(shí)，氣體分子會(huì)吸收部分紅外光，吸收強(qiáng)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(qiáng)）。設(shè)備通過檢測“入射光強(qiáng)度"與“透射光強(qiáng)度"的差異，計(jì)算出目標(biāo)氣體濃度。

具體工作流程如下：

1. 紅外光源發(fā)射：光源（通常為黑體輻射源、紅外LED）發(fā)出連續(xù)波長的紅外光；

2. 濾光片篩選波長：通過“目標(biāo)波長濾光片"（如檢測CO?選4.26μm、CO選4.65μm），僅讓目標(biāo)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(biāo)氣體分子吸收部分紅外光，剩余光繼續(xù)傳播；

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

5. 信號(hào)處理與濃度計(jì)算：數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)“電信號(hào)強(qiáng)度→光吸收量→濃度"的對應(yīng)關(guān)系，結(jié)合朗伯-比爾定律，輸出目標(biāo)氣體的實(shí)時(shí)濃度值。

二、設(shè)備核心組成

NDIR紅外氣體分析儀的結(jié)構(gòu)可分為“光學(xué)系統(tǒng)"“氣路系統(tǒng)"“電路系統(tǒng)"三大模塊，各部分協(xié)同實(shí)現(xiàn)氣體檢測：

模塊                     核心組件               功能說明                                                                

光學(xué)系統(tǒng)             紅外光源                提供穩(wěn)定的連續(xù)紅外光，需滿足“壽命長、輸出功率穩(wěn)定"（如黑體光源壽命可達(dá)10萬小時(shí)）； 

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(wěn)定性）；部分設(shè)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(guān)鍵組件，決定檢測的“特異性"——僅允許目標(biāo)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(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，需具備“高靈敏度、低噪聲"特性（如熱釋電檢測器響應(yīng)速度快，適用于在線監(jiān)測）； 

氣路系統(tǒng)           采樣單元             包括采樣泵、伴熱管線（防止樣氣冷凝），負(fù)責(zé)從現(xiàn)場抽取樣氣；             

預(yù)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(yè)場景需去除油污）； 

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

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

 數(shù)據(jù)處理模塊    執(zhí)行濃度計(jì)算、零點(diǎn)/跨度校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能（部分設(shè)備內(nèi)置MCU或PLC）；     

顯示與通訊模塊   提供屏幕顯示（實(shí)時(shí)濃度、故障信息），支持RS485、4G、以太網(wǎng)等接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸（對接云平臺(tái)或DCS系統(tǒng)）； 

校準(zhǔn)模塊             支持“零點(diǎn)校準(zhǔn)"（通入純氮?dú)獾葻o目標(biāo)氣體的載氣）、“跨度校準(zhǔn)"（通入已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體），確保檢測精度； 

三、關(guān)鍵性能參數(shù)

 參數(shù)類別            核心指標(biāo)               說明（以工業(yè)級(jí)設(shè)備為例）                                                

檢測能力           目標(biāo)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(dòng)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(hào)）；                           

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(wěn)定性             零點(diǎn)漂移                通常＜±0.5%FS/7天（長期運(yùn)行零值偏移）；                                   

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

 響應(yīng)速度           T90（達(dá)到90%最終值時(shí)間）         1-10秒（在線式設(shè)備通常＜5秒，便攜式＜10秒）；                             

 四、主要應(yīng)用場景

NDIR紅外氣體分析儀因“穩(wěn)定、低成本、適配多濃度"的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)，核心場景包括：

 1. 環(huán)保領(lǐng)域

固定污染源監(jiān)測：工業(yè)窯爐、電廠、化工廠的煙氣中CO、CO?濃度監(jiān)測（符合HJ 732-2014、HJ 604-2017等標(biāo)準(zhǔn)）；

環(huán)境空氣監(jiān)測：城市空氣質(zhì)量站、園區(qū)邊界的CO、CH?濃度監(jiān)測；

 VOCs輔助監(jiān)測：部分設(shè)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(yè)領(lǐng)域

過程控制：化工反應(yīng)釜、冶金高爐的CO/CO? 濃度監(jiān)測（判斷反應(yīng)進(jìn)度、調(diào)整工藝參數(shù)）；

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

 能源行業(yè)：天然氣管道CH?純度分析（確保燃?xì)赓|(zhì)量）、生物質(zhì)燃?xì)庵蠧O/CO?含量監(jiān)測。

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