非分散紅外（NDIR）qitichuanganzaiqitichuanganfangmiandedaoleguangfandeyingyong，tajiangu
，kekaoqiejuyouchengbenxiaoyi。tahaitigonglemianweihudecaozuo
，bingqiechengweilegongyehexiaofeileiyingyongdezhuyaoxuanze。

 

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100毫hao秒miao的de接jie通tong時shi間jian進jin行xing切qie換huan

，以yi補bu償chang熱re漂piao移yi以yi及ji來lai自zi環huan境jing光guang和he電dian信xin號hao的de幹gan擾rao。當dang光guang源yuan關guan閉bi時shi
，從cong檢jian測ce器qi信xin號hao中zhong減jian去qu檢jian測ce器qi信xin號hao
，即ji可ke得de出chu要yao檢jian測ce的de信xin號hao。

 

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。

 

wufatongguojianshaokaiqishijianlaichulizhankongbi，bingqiechangshijianguanbihuidaozhimeigeyangbenzhijiandejiangebianchang，yincicunzaidiushishujudefengxian，binggeiguanchajieguozengjialeyanshi。

 

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。

 

 

推薦閱讀：