NDIR چیست؟

در روش Non-Dispersive Infrared یا NDIR، شدت تابش مادون‌قرمز در ناحیه‌های طیفی انتخاب‌شده قبل و بعد از عبور از گاز مقایسه می‌شود. اگر مولکول هدف در طول موج موردنظر جذب داشته باشد، مقدار نور عبوری تغییر می‌کند. این تغییر با کمک مدل دستگاه و کالیبراسیون به غلظت تبدیل می‌شود.

چرا همه گازها با NDIR سنجیده نمی‌شوند؟

برای ایجاد جذب مادون‌قرمز، ارتعاش مولکولی باید تغییر مناسب در گشتاور دوقطبی ایجاد کند. گازهای هم‌هسته‌ای مانند N₂ و O₂ در شرایط معمول جذب ارتعاشی IR فعالِ مناسب برای NDIR متعارف ندارند. در مقابل بسیاری از مولکول‌ها مانند CO و CO₂ دارای باندهای جذبی مفید هستند.

عوامل مهم عملکرد

• طول مسیر نوری سلول و غلظت نمونه: هرچه جذب بیشتر باشد، سیگنال قوی‌تر می‌شود، اما اندازه‌گیری ممکن است در غلظت‌های بالا غیرخطی یا اشباع شود.
• فشار و دما: چگالی گاز و شکل باندهای جذب می‌تواند تغییر کند؛ جبران‌سازی وابسته به طراحی دستگاه است.
• ترکیبات مزاحم: هم‌پوشانی طیفی با مولکول‌های دیگر مانند بخار آب ممکن است سبب خطا شود.
• آلودگی پنجره یا سلول نوری: می‌تواند شدت نور و نسبت سیگنال به نویز را تغییر دهد.
• نشتی، میعان و آلودگی مسیر Sample Conditioning: می‌تواند ترکیب نمونه ورودی را عوض کند.

مثال آموزشی

فرض کنید دستگاه CO₂ برای نمونه‌ای مرطوب تنظیم شده باشد، اما رطوبت مسیر به‌صورت کنترل‌نشده تغییر کند. پاسخ واقعی بسته به طول موج و روش جبران دستگاه ممکن است تغییر کند؛ بنابراین باید نوع فیلتر طیفی، شرایط نمونه و مشخصات تداخل رطوبت مطابق دیتاشیت بررسی شوند.

مرور درس

• چرا NDIR متعارف برای نیتروژن مناسب نیست؟
• چرا تغییر فشار نمونه ممکن است نتیجه را تحت تأثیر قرار دهد؟
• تفاوت خطای سلول نوری و خطای نمونه‌برداری در چیست؟