NDIR技术创新

Innovative thinking is Vaisala’s core strength. Throughout our history we have applied it to developing technological expertise and new products to help clients’ assets and businesses perform better. This attitude is clear to see in the step-by-step approach the product team took to developing and refining enhanced non-dispersive infrared (NDIR) technology, and introducing it to new applications.

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 Co₂concentrations.

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。

Reengineering for versatility and reliability

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。

When Vaisala set out to develop the FPI technology, it didn’t have a product in the CO2 measurement market. But the re-developed tunable FPI filter became the key component in CARBOCAP®, a high-quality optical gas sensor, and later, the backbone of our Optimus ^TM OPT100 DGA Monitor, used in the power industry to accurately and reliably assess the health of power transformers.

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。固定每个滤波器以仅将特定的光的光长度传输到检测器，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。

The most significant advantage of the tunable sensor is its ability to take reference measurements from points in the spectrum where no absorption occurs. These reference measurements enable auto-calibration of the detector signal in order to compensate for changes in the intensity of the IR emitter over time, for example.

These reference measurements mean Vaisala’s NDIR technology is stable over long term and also in challenging environments. Testing Vaisala sensors in different conditions has produced consistent readings of CO₂低浓度和高浓度的水平。例如，在五年内，22个单位测量CO₂concentration of 1000 ppm at room temperature showed excellent stability (Fig. 2.) Also, Vaisala sensors tolerance to high temperatures has proved superior (Fig. 3.)

Vaisalanow has over 25 years of experience refining the production of these relatively complex chips, and today all components are manufactured by Vaisala in-house, giving us total control over the quality of the entire process.

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。