非分散紅外（NDIR）氣(qi)體(ti)傳(chuan)感(gan)在(zai)氣(qi)體(ti)傳(chuan)感(gan)方(fang)麵(mian)得(de)到(dao)了(le)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)，它(ta)堅(jian)固(gu)，可(ke)靠(kao)且(qie)具(ju)有(you)成(cheng)本(ben)效(xiao)益(yi)。它(ta)還(hai)提(ti)供(gong)了(le)免(mian)維(wei)護(hu)的(de)操(cao)作(zuo)，並(bing)且(qie)成(cheng)為(wei)了(le)工(gong)業(ye)和(he)消(xiao)費(fei)類(lei)應(ying)用(yong)的(de)主(zhu)要(yao)選(xuan)擇(ze)。

 

比如說NDIR氣體，它傳感屬於傳感技術係列
，它的工作原理是將能量轉換為物理信號，然後信號受傳感器的影響，然後由檢測器檢測到該信號。

 

使用NDIR氣體感測，紅外光穿過氣體並由窄帶檢測器感測，該檢測器經過調整以匹配氣體的吸收波長。

 

在這種情況下，能量轉化為光，然後與氣體濃度成比例地被目標氣體吸收
，最後，光檢測器測量剩餘的光量。

 

該方法涉及許多工程問題
，例如提供穩定的光路，該光路的長度可以根據比爾-朗伯定律進行調整，以適應測量範圍
，其中較長的光路往往會提供更高的分辨率
，但會以飽和度為代價。

 

另ling外wai，必bi須xu謹jin慎shen選xuan擇ze幹gan涉she濾lv光guang片pian，以yi最zui大da程cheng度du地di提ti高gao對dui目mu標biao氣qi體ti的de敏min感gan性xing。它ta必bi須xu能neng夠gou抑yi製zhi對dui其qi他ta氣qi體ti的de交jiao叉cha敏min感gan性xing，使shi溫wen度du變bian化hua和he老lao化hua降jiang低di到dao最zui小xiao。

 

電氣驅動必須經過仔細設計，利用AD轉換器的容量。

 

通常，光源以大約100haomiaodejietongshijianjinxingqiehuan

，yibuchangrepiaoyiyijilaizihuanjingguanghedianxinhaodeganrao。dangguangyuanguanbishi
，congjianceqixinhaozhongjianqujianceqixinhao
，jikedechuyaojiancedexinhao。

 

選擇100ms的時間段是因為它可以完美地抑製50Hz和60Hz頻段的幹擾，並且與白熾燈和熱紅外探測器（如熱電堆和熱電探測器）相對較慢的時間常數兼容。

 

這種將能量轉換為信號的傳感器在檢測到目標時會受到目標的影響，而在低功耗優化方麵則存在一些非直覺的特性。

 

當節電時，信噪比SNR最終會引起問題

，並確定檢測極限（檢測達到的最大距離），SNR是轉化為分辨率的屬性。

 

靈敏度由光譜確定
，在不犧牲測量範圍的情況下，通常無法進行調整以節省功率。

 

zhankongbishizhenduidigonghaojinxingyouhuashiyaotiaozhengdediyigecanshu。youyutaanpingfanggensuofang
，yincitashiyizhongzaibusunshiguoduofenbianlvdeqingkuangxiajiangdigonghaodeqiangdagongju。

 

假設您將燈泡的開啟時間從每秒開啟100ms（占空比= 10％）調整為每10秒開啟100ms（占空比= 1％），則可以以10倍的成本獲得10倍的功率。

 

另一方麵，通過增加占空比來補償低分辨率是昂貴的。如果通過增加占空比來獲得10倍的分辨率，則需要100倍的功率。

 

節省功率的另一種方法是在開啟時間內減少光源的輸入功率。但是
，SNR隨功率降低而線性縮放，這不如通過降低占空比來節省相同的功率有利。

 

從係統角度來看
，最大化輸入功率並降低占空比是最省電的。

 

假設您可以將10倍以上的功率推入光源，並獲得10倍以上的光出鏡。增加的峰值功率將使您可以在保持分辨率的情況下將占空比降低100倍
，並將總功耗降低10倍。

 

光源效率不是決定係統功耗的唯一參數，但是同樣重要。

 

燈到LED技術

 

這實際上是Catch 22
，由於總功率會增加，因此無法使用低功率LED技術。

 

低功率隻能通過減少檢測器幹擾或提高光學效率來補償。

 

首先，與傳統的熱電堆傳感器相比，現代的室溫IR光電二極管的信噪比SNR高8倍，從而可以使光源更弱但效率更高，或者使占空比減少64倍。

 

因此推出了首款性能可與傳統傳感器媲美的低功耗NDIR CO2傳感器。

 

Senseair LP8的功率為0.7mW，雖然具有白熾燈
，但它利用了高分辨率的光電探測器。這裏的缺點很明顯
，在這些低占空比下
，燈絲響應很慢。

 

無(wu)法(fa)通(tong)過(guo)減(jian)少(shao)開(kai)啟(qi)時(shi)間(jian)來(lai)處(chu)理(li)占(zhan)空(kong)比(bi)
，並(bing)且(qie)長(chang)時(shi)間(jian)關(guan)閉(bi)會(hui)導(dao)致(zhi)每(mei)個(ge)樣(yang)本(ben)之(zhi)間(jian)的(de)間(jian)隔(ge)變(bian)長(chang)，因(yin)此(ci)存(cun)在(zai)丟(diu)失(shi)數(shu)據(ju)的(de)風(feng)險(xian)，並(bing)給(gei)觀(guan)察(cha)結(jie)果(guo)增(zeng)加(jia)了(le)延(yan)時(shi)。

 

燈的另一個缺點是幾何形狀定義不當，其中輻射燈絲散布在幾毫米的空間內，並且誤差約為±0.5毫米。

 

使用小型化的光學器件，不可能高效地收集燈光。另一方麵，LED具有較小但定義明確的發射區域

，可以以優於0.1mm的精度進行定位。

 

Senseair Sunrise已開發用於精確定位的LED，從而實現30％的光學效率。這可以與傳統NDIR傳感器（如Senseair S8或LP8）的3％效率進行比較。

 

盡管光源相對較弱，但由於提高了光效率，Sunrise仍使用0.5mW的平均功率。

 

 

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