红外二氧化碳在线浓度监测

时间：2025-07-10 涉川

方案介绍
二氧化碳（CO₂）作为大气环境、温室气体排放、农业种植、工业排放和人员密集场所的关键气体指标，其浓度变化直接关系到环境安全、生态平衡和人体健康。红外二氧化碳在线监测系统采用非分散红外（NDIR）原理，通过对二氧化碳气体特征波长的吸收检测，实现对CO₂浓度的实时、准确、连续在线监测，广泛应用于环境保护、温室农业、楼宇通风控制、工业排放监控等领域。

监测目标

实时监测空气或封闭空间中的二氧化碳浓度变化；
识别高浓度、快速变化的二氧化碳异常状态；
支持远程数据采集与传输，保障无人值守下的连续监测；
保障环境安全，提升通风换气与排放治理效率。

需求分析
现代建筑、农业、工业、交通等领域对二氧化碳浓度有精细化管理需求。传统手工采样、实验室分析方式响应滞后、周期长、连续性差，已无法满足动态环境管理的要求。采用红外光谱法的在线监测方式，可大幅提高数据实时性、精度和系统可靠性，支持远程监控、自动预警和智能联控需求。

监测方法

利用非分散红外（NDIR）光学检测原理，测量二氧化碳对特定波段红外光的吸收强度；
内置温度、湿度补偿，保证环境变化下的测量稳定性；
传感器模块持续采样空气样本，动态计算CO₂浓度值；
通过485/4G/以太网等方式，将实时数据上传至监控平台。

应用原理
二氧化碳分子对4.26μm附近的红外波段有明显吸收，通过红外光源、气室和检测器构建的光路系统，测量气体对红外光强的衰减程度，可根据比尔-朗伯定律计算出气体浓度值。相比电化学法，红外法具有更强的抗干扰能力、更长的使用寿命和更高的测量精度。

功能特点

实时连续检测二氧化碳浓度，具备高灵敏度、低漂移特性；
快速响应，适应快速气体浓度变化场景；
支持485、4G、以太网、WiFi等多种远程通信方式；
支持本地超限报警、远程预警推送；
结构防腐、防尘、防潮，适用于室内外多种环境；
可拓展温湿度、气压、氧气、挥发性有机物等多参数集成监测。

硬件清单

非分散红外二氧化碳检测模块；
工业级数据采集主机；
远程通信模块（支持4G/以太网）；
防护外壳及安装附件；
电源模块（市电、直流、太阳能可选）。

硬件参数（量程、精度）

测量范围：0 - 5000 ppm / 0 - 50000 ppm（可选）
测量精度：±（3%读数+50 ppm）
响应时间：≤30秒（T90）
重复性：≤1%
输出信号：RS485（Modbus RTU）、4-20mA、4G无线等
防护等级：IP65及以上
工作温度：-20℃至+60℃
工作湿度：0-95%RH（无凝结）

方案实现

在待监测区域合理布设传感设备，形成空间覆盖；
通过采集主机统一管理多点数据；
实现远程采集、实时显示、历史存储、超限报警功能；
与环境调控系统（如空调、风机、排气扇）联动，自动调节通风换气；
支持手机小程序、PC网页、云平台等多终端访问。

数据分析

实时曲线、历史趋势、多区域对比；
异常浓度变化趋势分析；
日、周、月度统计报告；
与温湿度、通风参数等联动分析环境变化成因。

预警决策

基于国家环境标准、行业标准自定义预警阈值；
设定多级预警（正常、注意、严重）状态；
实时推送短信、APP、平台报警信息；
自动触发通风、排气设备联动启动。

方案优点

检测灵敏、响应快，适用于动态环境；
长期稳定性高，维护周期长；
环境适应性强，支持多场景部署；
远程化、智能化、可视化程度高；
易于部署扩展，兼容其他环境监测参数。

应用领域

环境保护：城市空气质量监测、温室气体排放监测；
温室农业：大棚二氧化碳浓度调控；
工业园区：排放源在线监测；
楼宇建筑：新风系统优化、室内空气质量管理；
学校、医院、办公楼：人员密集场所空气安全；
科研领域：环境变化实验监测。

效益分析
通过实时掌握二氧化碳浓度变化，实现精准控制和科学管理，提升环境安全性和能源利用效率，降低安全事故风险，满足国家节能减排政策和绿色发展要求。

国标规范

GB/T 18204.2《公共场所空气中二氧化碳检测方法》
GB/T 18883《室内空气质量标准》
HJ 1013《固定污染源排气中二氧化碳的测定方法》
ISO 14520《环境监测气体检测仪性能标准》

分享到

上一篇：管道噪音泄漏次声波在线监测下一篇：激光粉尘浓度在线监测方案