探討應用于煙氣分析儀的傳感器系列之四

今天要說的是應用于煙氣分析儀中的CO2傳感器，這個傳感器無論在CEMS中還是在便攜煙氣分析儀中，所使用的技術都是一樣的——非色散紅外NDIR。NDIR是目前測量CO2zui成熟的技術，NDIRCO2傳感器也是所有光學方法測氣體中zui容易實現，成本zui低的一個。

1.NDIR傳感器的原理

NDIR就是利用了CO2在4.25um紅外波長上有能量吸收來測量氣體濃度的。其原理和地球溫室效應是一樣的，CO2吸收了紅外光能，轉換成了熱能。4.25um紅外光吸收的少，CO2濃度就低，4.25um紅外光吸收得多，CO2濃度就高。zui常見的被測氣體是CH4、CO2、CO、SF6和絕大多數的碳氫化合物(HC)。

2.NDIR傳感器的特點

和電化學傳感器不同，NDIR傳感器內部光源、敏感元件和被測氣體并不會直接接觸，因此NDIR傳感器的光源和探測器穩定性很好。傳感器的優點包括：抗中毒、不需要氧氣、長期穩定性優異、溫度范圍寬，測量濃度寬到 v/v。和采用紫外光的傳感器相比，NDIR光源的功率只有前者的1%—2%，非常節能。

缺點包括：結構復雜、制作工藝復雜、算法復雜、防爆認證難度高，價格比EC傳感器高一個數量級，也無法測量微量的SO2和NOx。

3.測量CO2的意義

在便攜式煙氣分析儀中，通過測量O2、CO和CO2的濃度，可以計算出燃燒效率。在CEMS中，通過計算CO2濃度在時間上的累計，可以得到燃燒爐的碳排放量。

今后NDIR的技術路線分為兩條：

1.向低分辯率、長波長、多氣種方向發展，主要市場是分析儀表。例如，環境空氣質量監測、工業安全、汽車尾氣排放檢測和天然氣檢漏。這個方向，全球需求約10萬只。

2.向小體積，低成本方向發展，主要市場是室內空氣質量IAQ檢測，氣種僅為CO2，全球銷量約200萬只。