四方光电|CO2传感器原理分析及其在室内污染监测中的应用

基于NDIR技术的气体传感器的测量原理是基于极性气体分子对红外光的吸收符合朗伯-比尔定律（Lambert-Beer）。极性气体分子在红外波段都有自己的特征吸收带，特征吸收带就如同指纹一样具有可鉴别性，气体分子在特征吸收带对红外能量的吸收强度，可以反映出气体浓度。对于混合气体，在探测器前安装一个适合被测气体吸收波长的窄带滤光片，使传感器的信号变化只反映被测气体浓度变化，就可以分析特定组分。

红外光源、红外探测器及吸收气室是NDIR红外气体传感器的三个核心元件。其中红外探测器通常是和窄带滤光片一体来实现对被测气体的选择性吸收和测量的。

在CO2的检测中，红外光源发射出1-20μm的红外光，通过一定长度的气室吸收后，经过一个4.26μm波长的窄带滤光片，由红外探测器监测透过4.26μm波长红外光的强度，以此反映CO2气体的浓度。

CO2在4.26μm处的红外吸收光谱

根据红外探测器的通道数，目前市面上的NDIR二氧化碳传感器可以划分为单通道和双通道两种类型，例如武汉四方光电科技有限公司旗下的红外二氧化碳传感器CM1106和CM1107。CM1106是一款单通道的NDIR二氧化碳传感器，其内部集成了一个光敏器件和窄带滤光片，即只有一个检测通道。而CM1107是一款双通道的NDIR二氧化碳传感器，其内部集成2个光敏器件、2个窄带滤光片，即在单通道的基础上添加了一个参考通道，信号比较稳定。

CM1106及CM1107产品参数介绍

单通道检测原理

双通道检测原理

NDIR二氧化碳传感器的应用

NDIR二氧化碳传感器可应用于新风系统、农业种植/植物培养、冷链运输、消费类电子等空气品质检测领域，其在长期使用过程中受外部因素的影响会出现零点漂移的现象，一般需对传感器进行调零校准来保证传感器的准确性。

单通道二氧化碳传感器CM1106可应用其自动校准功能来保证传感器的测量精度，且满足更长的调零周期（15天），适用于相对开放、通风条件较好的场所。如家居、教室、会议室、写字楼、商场等。

双通道二氧化碳传感器CM1107可同时获取测量通道和参考通道的数据，可以有效消除由光源老化、气室污染等因素给传感器带来的影响，从而实现较好的长期稳定性，可用于相对封闭、通风较差或无法通风的场所。如农业大棚、温室房、培养箱、冷库、车库等。

结语

基于NDIR技术的二氧化碳传感器具有高精度、高可靠性、超长的使用寿命以及在检测过程中不易受到其他气体的交叉干扰等优势，未来将逐渐成为空气质量检测领域市场的主流，得到越来越广泛的应用。