NDIR技術：分子「指紋」に基づく赤外線吸収

NDIR技術の核心は、特定の波長赤外光に対するCOガリウム分子の強い吸収特性を利用することにある。赤外光源から放出された4.26μmの波長光がCOガリウムを含むガス室を通過すると、ガス分子はこの波長光を選択的に吸収し、残りの光強度は狭帯域フィルタを通過した後、検出器に受信される。ランベルト・ビルの法則によると、光強度減衰の程度はCOガリウム濃度と線形関係を呈し、センサーは光強度の変化を検出し、アルゴリズムで反転することにより、正確に濃度を計算することができる。例えば、WS 300センサはデュアルチャネル設計を採用し、チャネルと参照チャネルの光強度の違いを測定することにより、リアルタイムの自己較正を実現し、光源減衰、環境干渉などの要素の影響を除去し、長期安定性に優れている。その核心的な優位性は耐干渉能力が強く、食品飲料、環境モニタリングなどのシーンに適しているが、体積が大きく、汚染を防止するために定期的にガス室を清潔にする必要がある。

蛍光法：蛍光消光に基づく高速応答

蛍光法センサは、蛍光物質とCOガリウム分子との衝突後のエネルギー移動効果を検出することにより測定を実現した。プローブ表面にコーティングされた蛍光剤（ルテニウム錯体など）は青色光励起下で赤色光を発光するが、COガリウム分子は蛍光を消光し、蛍光寿命の短縮をもたらす。センサは蛍光寿命変化を測定し、Stern−Volmer方程式と結合して濃度を計算した。例えば、蛍光法溶存酸素センサは30秒の応答時間を実現しており、COガリウムセンサも同様に高速応答特性を備えており、電解液や酸素透過膜が不要であり、メンテナンスコストが低い。その核心的な優位性は体積が小さく、消耗品がなく、携帯検査、無土栽培などのシーンに適しているが、精度はNDIRよりやや低く、強い光に邪魔されやすい。

技術的な比較と選択に関する推奨事項

NDIR技術は高精度、長寿命で長く、固定設置シーンに適している、蛍光法則は迅速な応答、メンテナンスフリーを特色とし、動的なモニタリングニーズに適している。実際のタイプ選択にはシーンのニーズを結合する必要がある：下水処理などの中低精度シーンは電気化学法センサーを優先的に選択することができる、食品飲料、バイオ医薬などの高精度シーンにはNDIRや蛍光法センサーが必要である。