1.紅外檢測技術

在氣體檢測領域應用十分廣泛，絕大多數氣體分子會在 2μm～20μm 紅外波段內產生特征振動 / 轉動吸收光譜，且各氣體的吸收光帶區間窄、互不重疊。如下圖：

氣體吸收光譜圖

由于每種氣體（或同類氣體）幾乎都擁有特征吸收光帶，紅外氣體傳感器可實現對特定單一氣體或一類氣體的選擇性檢測。

絕大多數紅外傳感器通過檢測氣體對紅外光的吸收程度工作，無論氣體濃度高低，傳感器均能輸出有效信號。因此設備故障極易被識別，紅外氣體傳感器普遍具備 故障安全（失效安全）特性。

2.  紅外氣體傳感器結構

商用紅外氣體傳感器主要由五部分組成：紅外光源、紅外探測器、氣室（光路氣腔）、波長篩選器件，以及透鏡 / 反射鏡等光學耦合元件，用于將光源紅外輻射傳導穿過氣室并送達探測器。如下圖:

NDIR 傳感器原理圖

待測樣氣通入氣室；探測器采集目標氣體特征吸收波長下的紅外輻射強度。

若無待測氣體：紅外光無吸收，探測器接收光信號強度達到最大值；

光路中存在待測氣體：氣體吸收紅外光，探測器接收信號隨氣體濃度升高而衰減。

3.非分光紅外（NDIR）傳感器原理

整套檢測流程的核心是精準選取待測氣體對應的吸收波長。

區分紅外波長有兩種方式：

分光式：利用棱鏡、衍射光柵對不同波長光線進行空間分光；

非分光式（NDIR）：采用光學濾光片，僅允許目標檢測波長透過。

在紅外分光效率上，光學濾光片比光柵高約 1000 倍，比棱鏡高出十萬倍。因此 NDIR 氣體傳感器相比分光式設備具備顯著性能優勢，也是行業主流選用方案。

4. 誤差消除技術

除待測氣體外，諸多外部因素都會干擾檢測信號：光源輸出功率隨時間 / 溫度漂移、濾光片透光率衰減、探測器響應溫漂、電路系統誤差、光學鏡片積灰污染等。

行業通用解決方案：增設參比通道（基準通道），選用與檢測波長接近的紅外波段作為基準光路。

上述所有干擾因素會同步作用于檢測通道與參比通道；將兩路信號做比值運算，即可抵消共模干擾，輸出穩定、精準的濃度數據。

傳感器光路設計保證參比光束與檢測光束經過一致的光學通路，消除鏡片局部積污帶來的偏差；搭配調制光源電路與數字信號處理算法，最終構建長期穩定、高可靠性的氣體檢測系統。

Edinburgh Sensors Ltd完成該類 NDIR 傳感器基礎架構研發，并持續迭代優化至今。