NDIRsensorit

NDIR-sensorit (non-dispersive infrared) ovat kaasujen pitoisuuksien mittaamiseen tarkoitettuja laitteita, jotka perustuvat infrapunasäteilyn absorptioon. Yleisimmin ne mittaavat hiilidioksidin pitoisuutta, mutta toimivuus kattaa myös muita infrapuna-absorboivia kaasuja. Mittaus perustuu siihen, että tietty kaasu absorboi säteilyä tietyllä aallonpituuden alueella; läpäisevän säteilyn määrä pienenee pitoisuudesta riippuen.

Periaate nojautuu Beer-Lambertin lakiin: absorptio on suoraan verrannollinen kaasun pitoisuuteen ja pituuteen, jonka säteily kulkee kaasun läpi. Lähde tuottaa infrapunasäteilyä, jonka aallonpituudet valitaan suodattimilla tai monokromaattorilla, ja detektori mittaa sinne päätyneen säteilyn voimakkuuden. Tuloksena saadaan elektroniikkaprosessori, joka muuttaa signaalin pitoisuuslukemaksi. Monimutkaisemmissa yksiköissä on referenssikanava ja lämpötilan sekä paineen kompensaatiota.

Rakenne sisältää infrapunalähteen, optisen järjestelmän (suodattimet tai monokromaattori), kaasun mittauskammion, detektorin sekä signaalin käsittelyyn tarkoitetun elektronikan. Useimmat laitteet käyttävät thermopile-, PIN- tai InGaAs -detektoreita, ja ne voivat sisältää myös lämpötilan ja paineen kompensaatiota sekä kalibroinnin hallintaa.

Edut ovat korkea spesifisyys infrapunasäteilylle, pitkä käyttöhävikin kestävyys, vakaat lähtöarvot ja nopeat vasteajat. Rajoituksina ovat herkkyys kosteudelle ja virhemarginaalit, mahdollinen algon kuormitus sekä kustannukset ja optisen poltien puhtauden vaatimus. Käyttökohteita ovat ympäristö- ja sisäilman laadun monitorointi, teollisuuden prosessiseuranta sekä HVAC- ja kasvihuoneolosuhteiden mittaukset.

Käyttäjät valitsevat CO2:n kaltaisia mittauksia yleisimmin, mutta ilmaa sisältävien muiden kaasujen mittaukseen tarvitaan oikea aallonpituus, suodatus ja kalibrointi. Kalibrointi tapahtuu referenssi- tai kaasukammoilla ja säännöllinen huolto varmistaa pitkäaikaisen vakauden.