大氣的嚴(yán)重污染讓測(cè)量氣體濃度的技術(shù)和儀器不斷出現(xiàn)和發(fā)展。其中包括化學(xué)傳感器、陶瓷傳感器及各種類型的電化學(xué)傳感器，以及測(cè)量濕度的溫濕度記錄儀，二氧化碳變送器等等。每種傳感器適用于一定的應(yīng)用領(lǐng)域，但需要經(jīng)常校準(zhǔn)，并只能在清潔的環(huán)境中工作。傳統(tǒng)的CO2傳感器對(duì)于像CO2這樣的不可燃?xì)怏w的測(cè)量尤其困難，化學(xué)傳感器很難勝任這項(xiàng)工作，使用壽命也很短。其他的各種間接測(cè)量方法，由于它們通常不僅僅對(duì)一種氣體組成度敏感.所以其精度很低且漂移量較大.與化學(xué)二氧化碳傳感器相比，光學(xué)測(cè)量儀器有許多優(yōu)點(diǎn)，但其昂貴的價(jià)格也確時(shí)降低了它的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。不過，隨著產(chǎn)品集成化程度的提高，其生產(chǎn)成本也正在降低。
這種CO2傳感器的工作原理是：采用了單束雙波長非發(fā)散性紅外線洲量方法，其獨(dú)特之處在于它的濾光鏡——一種袖珍電子調(diào)諧干擾儀。這種濾光銑保證了它所透過的光波波長的精確性和穩(wěn)定性，避免了由于濾光鏡廈探剎器不匹配而發(fā)生的問題及傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式濾光鏡所產(chǎn)生的磨損。本文所要討論的是光學(xué)測(cè)量方法中的一種即非發(fā)散性紅外線測(cè)量。
各種氣體都會(huì)吸收光。不同的氣體吸收不同波長的光，比如CO2就對(duì)紅外線(波長為4.26m)最敏感。二氧化碳分析儀通常是把被測(cè)氣體吸入一個(gè)測(cè)量室，測(cè)量室的一端安裝有光源而另一端裝有濾光鏡和探測(cè)器。濾光鏡的作用是只容許某一特定波長的光線通過。探測(cè)器則測(cè)量通過測(cè)量室的光通量.探測(cè)器所接收到的光通量取決于環(huán)境中被測(cè)氣體的濃度。
基于非發(fā)散性紅外線氣體檢測(cè)原理的測(cè)量方法主要有3種：?jiǎn)喂馐鴨尾ㄩL測(cè)量、雙光束雙波長測(cè)量和單光束雙波長測(cè)量。
單光束單波長測(cè)，顧名思義，這種CO2傳感器測(cè)量儀器只能提供單一波長的光線.在上述3種測(cè)量方法中它的性能最差，其穩(wěn)定性極易受到諸如燈泡老化、灰塵污染及光線發(fā)射特性變化等因素的影響。目前在市場(chǎng)上銷售的許多種單束單波，長測(cè)量儀器的穩(wěn)定性都不很理想此外，溫度的變化也會(huì)影響其穩(wěn)定性。但這種儀器的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單機(jī)械性能可靠且價(jià)格低廉。
雙光束雙波長測(cè)，這種可燃?xì)怏w檢測(cè)儀器備有2個(gè)光渡通道，1個(gè)探測(cè)器及2個(gè)濾光鏡，與前一種儀器比較，其精度和穩(wěn)定性都有所提高，但相應(yīng)的它的價(jià)格也較高.此外為r提高其工作溫度范圍，2個(gè)探測(cè)器必須完全匹配.在實(shí)際應(yīng)用中，2個(gè)光波通道受到的灰塵污染程度同樣也會(huì)給這類測(cè)量儀器帶來因非對(duì)稱污染而精度失準(zhǔn)的問題。
