做環(huán)保檢測、職業(yè)衛(wèi)生的朋友，選氣體分析儀的時候，經(jīng)常會看到 "非分散紅外法"、"NDIR 原理" 這些詞。很多人只看參數(shù)、比價格，對儀器怎么工作的不太關(guān)心。其實懂點工作原理，選設(shè)備的時候心里更有底，也能避開一些坑。今天就聊聊紅外氣體分析儀的工作原理，特別是常用的非分散紅外法（NDIR）到底是怎么回事。

先說結(jié)論：非分散紅外法，簡稱 NDIR，是目前氣體檢測領(lǐng)域用得比較多的一種技術(shù)。它的理論基礎(chǔ)是朗伯 - 比爾定律，簡單說就是不同的氣體分子會吸收特定波長的紅外光，吸收的多少和氣體濃度有關(guān)系。

舉個例子，一氧化碳分子會吸收 4.65 微米波長的紅外光，二氧化碳分子會吸收 4.26 微米波長的紅外光。每種氣體都有自己的 "特征吸收波長"，就像每個人的指紋不一樣。

那 "非分散" 是什么意思呢？就是紅外光源發(fā)出的光，不經(jīng)過棱鏡或者光柵分光，直接通過濾光片來選擇需要的波長。這樣做的好處是結(jié)構(gòu)簡單、成本可控，適合做成便攜式設(shè)備，在現(xiàn)場檢測用得很多。

一臺紅外氣體分析儀，拆開來看，核心部件就那么幾個：

1. 紅外光源就是發(fā)出紅外光的地方。一般用的是白熾光源或者 MEMS 光源，通電加熱后會發(fā)出連續(xù)波長的紅外光。光源的穩(wěn)定性很重要，直接影響檢測的基線和重復(fù)性。

2. 氣室也叫樣品池，就是氣體流過的地方。紅外光從氣室的一端進去，另一端出來。氣室的長度有講究，測低濃度的氣體，氣室要長一些，這樣光和氣體接觸的時間長，吸收更明顯，檢測下限就能做得更低。

3. 濾光片這是 "非分散" 的關(guān)鍵。濾光片只允許特定波長的紅外光通過，其他波長都擋住。測什么氣體，就用對應(yīng)波長的濾光片。比如測一氧化碳用 4.65 微米的濾光片，測二氧化碳用 4.26 微米的濾光片。

4. 紅外探測器就是接收紅外光、把光信號轉(zhuǎn)換成電信號的部件。常用的有熱電堆探測器、微流探測器等。探測器的靈敏度越高，儀器的分辨率和檢測下限就越好。

5. 采樣泵便攜式的儀器一般都帶內(nèi)置泵，把氣體抽進氣室。泵的流量穩(wěn)定性也會影響檢測結(jié)果，流量忽大忽小的話，讀數(shù)就容易飄。

明白了基本結(jié)構(gòu)，檢測過程就好理解了。

檢測的時候，氣泵把待測氣體抽進氣室。紅外光源發(fā)出的光，穿過氣室里的氣體，然后經(jīng)過濾光片，最后到達探測器。

如果氣室里沒有目標氣體（比如通的是零點氣），紅外光被吸收得少，探測器接收到的光就強，對應(yīng)的電信號就大。這時候的信號值就是零點。

如果氣室里有目標氣體，比如一氧化碳，對應(yīng)波長的紅外光就會被一氧化碳分子吸收一部分，到達探測器的光就變?nèi)趿耍娦盘栆簿妥冃×恕?/div>