什么是非色散紅外分析儀？

非色散紅外分析儀，簡稱NDIR分析儀，是一種利用氣體對特定紅外波長的選擇性吸收來定量測量氣體濃度的精密儀器。

其名稱中的“非色散"是關(guān)鍵，意味著它不使用棱鏡或光柵等色散元件將紅外光分離成連續(xù)光譜，而是通過結(jié)構(gòu)設(shè)計，讓待測氣體直接吸收固定波長的紅外光，從而大大簡化了光學(xué)系統(tǒng)，提高了儀器的穩(wěn)定性和可靠性。

工作原理（基于朗伯-比爾定律）

當(dāng)一束特定波長的紅外光穿過待測氣體時，氣體分子會吸收與其分子結(jié)構(gòu)振動頻率相匹配的紅外能量，導(dǎo)致光強(qiáng)衰減。吸收強(qiáng)度遵循朗伯-比爾定律，與氣體的濃度和光程長度成正比。通過精確測量紅外光被吸收前后的強(qiáng)度變化，即可計算出該氣體的濃度。

核心結(jié)構(gòu)組件

1. 紅外光源：發(fā)出寬譜紅外光。

2. 樣品氣室：待測氣體流經(jīng)的通道，光在此被吸收。

3. 窄帶干涉濾光片：核心光學(xué)部件，只允許被測氣體特征吸收波長的紅外光通過，實現(xiàn)了“光學(xué)篩選"。

4. 紅外檢測器：將透射后的光信號轉(zhuǎn)換為電信號。常用雙通道式（參比-測量） 設(shè)計：一路通過樣品氣（測量通道），另一路通過無吸收波長的參比通道。兩路信號的比值能有效消除光源波動、器件老化等共模干擾，極大提升了精度和穩(wěn)定性。

主要特點與優(yōu)勢

• 高選擇性：針對不同氣體（如CO?、CO、CH?、SO?等）選擇對應(yīng)的濾光片，抗其他氣體干擾能力強(qiáng)。

• 高精度與穩(wěn)定性：雙通道設(shè)計使其非常適合長期連續(xù)監(jiān)測。

• 維護(hù)簡單，壽命長：無運動部件（指核心光學(xué)部分），結(jié)構(gòu)堅固。

• 快速響應(yīng)：能實現(xiàn)實時或近實時的濃度測量。

典型應(yīng)用領(lǐng)域

• 環(huán)境監(jiān)測：大氣中CO?、CH?等溫室氣體監(jiān)測，煙氣排放分析。

• 工業(yè)過程與安全：石油化工、煤礦中可燃/有毒氣體泄漏監(jiān)測。

• 汽車尾氣檢測：測量發(fā)動機(jī)排放的CO、CO?和HC化合物。

• 農(nóng)業(yè)與科研：呼吸作用、光合作用研究，培養(yǎng)箱氣體控制。

• 醫(yī)療領(lǐng)域：呼吸分析儀（如麻醉氣體、二氧化碳濃度監(jiān)測）。

總結(jié)而言，非色散紅外分析儀是一種基于氣體分子紅外吸收指紋效應(yīng)、通過非色散光學(xué)濾波技術(shù)和參比測量技術(shù)實現(xiàn)高選擇性、高穩(wěn)定性的氣體濃度分析工具，是工業(yè)、環(huán)保和科研領(lǐng)域氣體分析的基石技術(shù)之一。