NDIR技术创新

创新思维是Vaisala的核心力量。在我们的整个历史中，我们都将其应用于开发技术专业知识和新产品，以帮助客户的资产和企业表现更好。在产品团队为开发和完善增强的非分散红外（NDIR）技术的逐步方法中看到这种态度，并将其引入新应用程序。

Vaisala的NDIR旅程始于1992年，当时我们正在深入研究表面微机械传感器。这导致了创建微型可调式Fabry-Perot干涉仪（FPI）的开创性想法，该技术可过滤不同波长的光，并将其应用于Meaturing Co₂浓度。

多年来，Vaisala已将其NDIR技术进化为用于不同学科的技术，例如测量用于细胞培养的商业温室和孵化器中的气体水平。Vaisala的开发团队是第一个弄清楚这种可调FPI技术如何有效地监测电力变压器绝缘油中的气体的人。

重新设计多功能性和可靠性

随着时间的流逝，该团队对工程和制造卓越的承诺产生了一种发达的产品，能够在各种环境中蓬勃发展。湿度和热量通常是气体传感器的敌人。但是，操作员需要其传感器才能准确，易于使用，可靠并且通常很小。Vaisala的NDIR技术发展有助于实现这一目标。通过简化技术，我们减少了必要组件的数量，并使设备更强大。例如，Vaisala持久的低功率IR发射极，Microglow于2013年首次商业发行。它取代了传统的IR资源，这些IR资源相对较短，需要大量的运行能力。

当Vaisala着手开发FPI技术时，它在CO2测量市场中没有产品。但是，重新开发的可调式FPI滤波器成为Carbocap®的关键组件，高质量的光气传感器，后来是我们Optimus的骨架 ^TM值 Opt100 DGA监视器，用于电力行业，以准确，可靠地评估电源变压器的健康状况。

例如，使用NDIR测量变压器油中气体的存在，依赖于不同气体在不同波长下吸收光的基本吸收物理学。也就是说，这些气体具有吸收波长的独特“指纹”。常规的NDIR技术使用单独的带通滤波器，用于操作员想要测量的每个气体。固定每个滤波器以将光的特定波长传输到检测器，以识别吸收了多少光，因此存在多少气体。为此，固定过滤器必须非常稳定和准确，但是其他因素，例如气体的交叉敏感性，光学污染和检测器漂移也可能影响准确性（图1）。

调整稳定性和准确性

Vaisala的FPI版本是可调的，这意味着可以对其进行调整以使不同的波长通过。可以通过在气隙上传递电压来调节两个镜之间的距离。这可以调整过滤器传输的优化波长，因此可以准确检测到一系列气体。

与红外检测器一起，可调FPI滤波器可以指示在给定波长下吸收多少光，因此检测气体的类型及其浓度。为此，它减少了对多个检测器的需求。因为一个FPI滤波器可以为几个优化的波长产生测量，因此将其他气体的交叉敏感性最小化。

可调传感器的最重要优势是它能够从没有吸收的光谱中的点进行参考测量。这些参考测量值能够对检测器信号进行自动校准，以补偿IR发射极强度随时间的变化。

这些参考测量值意味着Vaisala的NDIR技术在长期和具有挑战性的环境中也是稳定的。在不同条件下测试Vaisala传感器已产生CO的一致读数₂低浓度和高浓度的水平。例如，在五年内，22个单位测量CO₂室温下1000 ppm的浓度显示出极好的稳定性（图2）。此外，Vaisala传感器对高温的耐受性证明是优越的（图3。）

Vaisala现在拥有超过25年的经验来完善这些相对复杂的芯片的生产，如今所有组件均由内部的Vaisala制造，使我们完全控制了整个过程的质量。

一生节省的成本

使用单个可调过滤器和检测器也有成本好处。竞争对手技术需要多个过滤器和检测器，其中任何一个导致维护成本和监视数据的损失。单个过滤器使Vaisala能够降低制造业的整体成本，并承诺为客户提供更大的可靠性，从而生产可靠的监控组件，甚至最多50年。

通过消除交叉敏感性的问题并确保该技术足够强大，即使在最热，最潮湿的条件下也可以工作，客户可以依靠传感器的准确性和可靠性。对于电力变压器的所有者，可靠，准确的监视数据意味着较低的寿命运行和维护成本在其整个变压器的寿命中。

我们创造性的产品开发和制造方法创造了一种世界挑战的传感器和NDIR技术，客户可以在许多不同行业的多种环境中使用。