當前位置:西安邁強智能科技有限公司>>技術文章>>紅外氣體傳感模組原理、用途、選型指南
在化工車間的反應釜旁、燃氣管道的地下脈絡中,在 “雙碳" 監(jiān)測的環(huán)保站點、新能源產業(yè)的安全防線里,氣體感知技術正成為守護生產安全與生態(tài)環(huán)境的 “隱形哨兵"。而紅外氣體傳感模組(NDIR)作為其中的核心元器件,憑借高精度、長壽命、抗干擾的顯著優(yōu)勢,早已從工業(yè)領域的專業(yè)裝備,滲透到智能家居、醫(yī)療健康、智慧城市等多元場景,成為氣體檢測領域的核心支撐。
一、原理(NDIR 非分散紅外,最主流)
不同氣體分子(CO?、CH?、CO、SF?、CnHm 等)有專屬紅外吸收 “指紋"
紅外光源 → 氣室(待測氣體)→ 濾光片(只放過目標波長)→ 探測器
氣體濃度越高 → 吸收紅外光越多 → 到達探測器光強越弱 → 電信號變化越大
計算依據:朗伯 - 比爾定律\(C=k·\ln(I_0/I)\)C = 濃度,I?= 初始光強,I = 透射光強,k = 校準系數(shù)
2、關鍵結構(決定精度與壽命)
紅外光源:黑體 / 鎢絲 / MEMS,壽命 5–10 年,比電化學長很多
氣室:鍍金折返(光程長、精度高)/ 直通道
濾光片:測量波長(如 CO? 4.26μm)+ 參考波長(抗漂移、抗灰塵)
探測器:熱電堆 / 熱釋電,雙通道 / 四通道抗干擾強
3、能測 / 不能測
? 能測:CO?、CH?、CO、SO?、SF?、NH?、VOC、制冷劑 等多原子 / 極性氣體
? 不能測:O?、N?、H?、Cl? 等對稱雙原子分子(無紅外吸收)
4、核心優(yōu)缺點(一句話記)
優(yōu)點:精度高、長期穩(wěn)、壽命長、抗中毒、無耗材、選擇性強
缺點:成本較高、體積略大、功耗比電化學高、不能測 O?
二、用途(工業(yè) + 環(huán)境 + 能源 + 醫(yī)療全覆蓋)
CO?、CH?、CO、O?(配套其他原理)、CnHm 在線分析
工藝氣體配比、爐氣 / 煙道氣監(jiān)測、防爆區(qū)泄漏檢測
配套氣體分析儀、預處理系統(tǒng)、在線監(jiān)測柜
2、能源 / 燃氣
天然氣 / 沼氣:CH?+CO?雙組分同時測
燃氣管道泄漏、LNG 安全監(jiān)測、煤化工氣體成分
3、環(huán)境監(jiān)測
煙氣排放:CO?、CO、SO?、NOx(配合其他模塊)
大氣網格化、VOC 溯源、溫室氣體監(jiān)測
4、暖通 / 農業(yè) / 智能家居
新風 / 空調:CO?(400–5000ppm) 聯(lián)動通風
溫室大棚:CO? 800–1200ppm 增產
空氣凈化器、智能樓宇、車載空氣質量
5、醫(yī)療 / 特種
醫(yī) 療:CO?、N?O
呼吸監(jiān)測、手術室氣體安全
三、選型指南(按 “需求→參數(shù)→環(huán)境→認證" 四步走)
CO?:常用 0–5%/0–20%/0–100 %;民用 0–5000ppm
CH?:0–100 百分之%LEL / 0–100百分之 %Vol(防爆區(qū)優(yōu)先 % Vol)
CO:0–1000ppm / 0–5%
雙組分:優(yōu)先雙通道模組(如 CH?+CO?),成本更低、集成更簡單
第二步:核心性能參數(shù)(直接影響現(xiàn)場穩(wěn)定性)
精度:工業(yè)在線 ≥ ±1%FS;高精度場景 ±0.5%FS
重復性:≤ ±0.5%FS(長期漂移小)
響應時間 T90:≤ 10–30s(泄漏報警選快的)
零點 / 量程漂移:≤ ±1% FS / 年(減少校準)
溫度補償:?20℃~+60℃(工業(yè)現(xiàn)場)
第三步:環(huán)境與結構適配(防爆 / 防塵 / 振動)
防爆等級:化工 / 燃氣區(qū)選 Ex ia ⅡCT4 / Ex d ⅡCT6
防護等級:工業(yè)現(xiàn)場 IP65/IP67(防塵防水)
抗振性:冶金 / 車載選加固結構、鍍金氣室
功耗:便攜 / 電池供電選 ≤100mW;工業(yè)在線可不嚴格限制
第四步:輸出接口與集成(對接 PLC / 上位機)
數(shù)字:UART-TTL、RS232、RS485(Modbus RTU/ASCII)(推薦,抗干擾強)
模擬:4–20mA(老系統(tǒng)常用)
頻率 / 開關量:報警輸出(泄漏聯(lián)動)
第五步:認證與壽命(工業(yè)項目必查)
CMC 計量認證(國內合法計量)
防爆認證(Ex)、煤安 MA(煤礦)
光源壽命:≥ 50,000 小時(5–10 年免維護)
我們的紅外氣體傳感器模組



我公司NDIR非分散紅外氣體測量模組集成了紅外光源,氣室,探測器,信號采樣處理電路等部件,利用軟件算法及數(shù)字化技術將被測氣體的濃度轉換為數(shù)字量,并通過通信傳輸?shù)斤@示控制終端,以達到對氣體濃度的測量。選用進口檢測器和光源,具有壽命長、精度高、響應快等特點。
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