更新時間:2026-11-02
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一、一個房間里看不見的兩個數
地下車庫的早上、教室的下午、發酵車間的半夜,這三個場景里各有一件事在悄悄變化,肉眼看不見,鼻子也未必聞得出:一氧化碳在積累,或者二氧化碳在升高。一氧化碳來自汽車尾氣與不整體燃燒,濃度上來人先頭暈、再乏力,等到察覺已經站不住;二氧化碳本身不毒,但濃度一高,人的判斷力下降、困倦,教室里的學生反應變慢,溫室里的作物光合速率反而被壓住。兩個數都看不見,只能靠紅外一氧化碳二氧化碳分析儀讀。
這兩個數之所以要放在一臺儀器上測,是因為它們常常同時出現。車庫與隧道里,汽車尾氣既排一氧化碳也排二氧化碳;公共場所里,人多的地方二氧化碳升,若有燃具則一氧化碳也可能升;發酵與溫室里二氧化碳是主角,但若通風不良、燃燒加熱,一氧化碳也會跟著來。只測一個數,容易漏判:二氧化碳高說明通風不足,可通風不足時一氧化碳是否超標,只有測了才知道。
恒美智造這臺機器的事,是把空氣抽進吸收池,讓特定波長的紅外光穿過去,按被吸收的程度換算濃度。原理不復雜,難在把兩個數同時測準:兩個吸收波段挨得近,要靠窄帶濾光片分開;氣路要干燥,水汽會在窗片上結露;吸收池溫度要穩,溫度一變讀數就漂。三處里任何一處松了,屏幕上照樣給數,只是那個數經不起復核。恒美智造這臺機器常被叫作紅外氣體分析儀,也叫不分光紅外一氧化碳分析儀或者紅外二氧化碳分析儀,叫法不同,指的都是同一套方法:非分散紅外,簡稱 NDIR。它測的是濃度,不是報警;給的是數值,不是開關量。所以它適合那些需要留下數據、需要比對、需要出報告的場合——衛生監督抽檢、職業衛生評價、環保現場比對、教學實驗,都要一個能寫進記錄的數。
表1 兩種氣體各自的吸收與判讀
| 氣體 | 吸收波段 | 判讀依據 |
| 一氧化碳 | 約 4.6 微米 | 吸收強度與濃度成正比,換算成 ppm |
| 二氧化碳 | 約 4.26 微米 | 吸收強度與濃度成正比,換算成 ppm 或百分比 |
| 兩者共存 | 兩段波長互不重疊 | 同一氣路交替測量,各自換算 |
表注:兩個波段挨得近,靠窄帶濾光片分開。濾光片受潮、沾灰,兩個數會一起漂,所以氣路要干燥。

二、非分散紅外:讓特定波長被吸收
紅外光源發出一段連續的紅外光,經過一個充滿氣樣的吸收池,再落到探測器上。一氧化碳在 4.6 微米附近有吸收峰,二氧化碳在 4.26 微米附近有吸收峰,兩個峰挨得近但不重疊。在探測器前面裝一片窄帶濾光片,只讓這一段波長通過,探測器測到的光強減弱多少,就對應氣體濃度多少。這就是非分散紅外的做法:不分光,只靠濾光片選波段。
這套做法有一個天然的好處:它對不吸收這段波長的氣體不敏感。氮氣、氧氣、氬氣都不在這個波段吸收,所以空氣里占大頭的氮氧不會干擾;水汽有吸收,但在 4.6 與 4.26 兩個波段的干擾可以通過參比通道與干燥處理壓下去。這就是為什么這類儀器能在復雜的空氣里測出微量一氧化碳——它只看那一段波長上少了多少光。
難點在穩定性。光源會老化,光強會緩慢下降;探測器會受溫度影響,靈敏度會變;吸收池的窗片會沾灰、會結露,透光率會變。三種變化都會讓讀數漂,而漂的方向一樣:讀數越來越低。所以儀器要定期調零、定期用標準氣核量程,還要有溫度補償。恒美智造在這臺機器里做了機內恒溫加熱與溫濕度補償,把溫度這一路的漂移壓下去,剩下的靠校準。
氣路的干凈程度直接決定讀數可不可信。粉塵進到吸收池,光被散射,讀數虛高;水汽凝在窗片,透光率下降,讀數虛低;油霧粘在池壁上,慢慢改變吸收特性,讀數一路往下。三種污染的處理辦法不一樣:粉塵靠過濾器擋,水汽靠干燥與恒溫,油霧靠采樣管前端加濾芯。恒美智造在隨機資料里把這三條寫成一張對照表,用戶按現場情況取一條。
表2 氣路四段與各段的作用
| 段 | 部件 | 作用 |
| 進氣 | 采樣管與過濾器 | 把氣樣引進來,擋粉塵 |
| 輸送 | 內置泵,流量 0.5 至 2.0 升每分鐘 | 把氣樣穩定送進吸收池 |
| 吸收 | 吸收池與窄帶濾光片 | 讓特定波長的紅外光被吸收 |
| 切換 | 通路電磁閥 | 調零與測量自動切換 |
表注:四段里進氣段容易出問題。過濾器堵了流量掉,吸收池里氣不換,讀數就遲鈍。
三、七個型號,三組量程,按用途分
頭一組單測一氧化碳,兩個型號。HM-100A 量程 0 至 50ppm,標價一萬三;HM-100B 量程 0 至 200ppm,同樣一萬三。兩臺的差別只在量程檔,價格一樣,所以選型不是錢的問題,是判定線的問題:車庫、隧道、教室這類場所的一氧化碳判定線通常在幾十 ppm,50ppm 那檔夠用且低濃度分得清;工位、鍋爐房、爐窯附近的濃度可能上百,要 200ppm 那檔。
第二組單測二氧化碳,三個型號。HM-200A 量程 0 至 5000ppm,HM-200B 到 10000ppm,HM-200C 到 50000ppm,三臺都標價五千二。這一組的量程差得遠:5000ppm 那檔適合室內空氣與教室,10000ppm 適合人員密集或者通風一般的場所,50000ppm 適合溫室、發酵、蘑菇房這類二氧化碳被當作工藝參數的地方。選小了會超載,選大了低濃度分不清。
第三組兩項同測,兩個型號。HM-300A 是一氧化碳 0 至 50ppm 加二氧化碳 0 至 5000ppm,HM-300B 是一氧化碳 0 至 200ppm 加二氧化碳 0 至 10000ppm,兩臺都標價一萬七。這一組的價值在于兩個數同時出、同一份氣樣、同一個時間點,判定時不必解釋兩次采樣的差異。執法與衛生監督這類場合尤其看重這一點:一份記錄上有兩個數,比兩份記錄各有一個數,說服力不一樣。
七個型號共用一套機身:7 寸電容觸摸屏、安卓系統、內置熱敏打印機、自帶 wifi 可選 4G、USB 導 U 盤、內置鋰電池可交直流切換、機內恒溫加熱。這套配置在同類儀器里算齊的,好處是現場不必再帶筆記本與打印機,測完當場出條、當場傳。恒美智造把七個型號做成同一副身架,是為了讓培訓與備件統一:一個單位里幾臺機器,操作方式一樣,濾芯與打印紙通用。
表3 七個型號與量程
| 型號 | 測什么 | 量程 | 標價 |
| HM-100A | 一氧化碳 | 0 至 50ppm | 一萬三千元 |
| HM-100B | 一氧化碳 | 0 至 200ppm | 一萬三千元 |
| HM-200A | 二氧化碳 | 0 至 5000ppm | 五千二百元 |
| HM-200B | 二氧化碳 | 0 至 10000ppm | 五千二百元 |
| HM-200C | 二氧化碳 | 0 至 50000ppm | 五千二百元 |
| HM-300A | 兩項同測 | 一氧化碳 0 至 50ppm,二氧化碳 0 至 5000ppm | 一萬七千元 |
| HM-300B | 兩項同測 | 一氧化碳 0 至 200ppm,二氧化碳 0 至 10000ppm | 一萬七千元 |
表注:七個型號分三組:單測一氧化碳、單測二氧化碳、兩項同測。同組的差別只在量程檔,價格一樣。

四、氣路四段:進氣、輸送、吸收、切換
進氣段是采樣管與過濾器。采樣管把氣樣從點位上引到儀器,過濾器擋粉塵。這一段容易被省:有人嫌管子沉,直接拿儀器湊到點位;有人過濾器黑了還在用,覺得能通氣就行。省了的后果是粉塵進池,光被散射,讀數虛高,而這個虛高在低濃度段特別明顯——本來 0.5ppm,顯示成 2ppm,判定就翻面了。輸送段是內置泵,流量在 0.5 至 2.0 升每分鐘之間。流量決定氣樣在吸收池里換得快不快:流量小,池里的氣更新慢,讀數遲鈍,響應時間拉長;流量大,氣樣停留時間短,吸收不充分,讀數偏低。所以流量不是越大越好,要穩定在給定區間。這臺機器帶數字型流量傳感器,實時顯示流量,用戶看得見,不必憑感覺。
吸收段是吸收池與窄帶濾光片,這一段決定靈敏度與選擇性。池長、窗片材質、濾光片的帶寬,三者配在一起才有那個精度。用戶能做的只有兩件事:保持窗片干凈、保持池內干燥。第三段之后是切換段:通路電磁閥負責調零與測量的自動切換,測零氣時走旁路,測氣樣時走主路,切換要快、要嚴,否則零氣與氣樣互串,讀數就不干凈。四段連起來,氣路的問題有一個共同的表現:讀數遲鈍或者漂移,而屏幕上照樣給數。所以排查要按段來:先看進氣段的過濾器黑不黑,再看輸送段的流量顯示,再看吸收段的窗片有沒有霧,末了看切換段的電磁閥有沒有異響。恒美智造在售后記錄里把這四段寫成四步,用戶照著走,多數問題在前兩步就能定位,不必返廠。
表4 四樣配置帶來的差別
| 配置 | 規格 | 用起來怎樣 |
| 屏幕 | 7 寸電容觸摸屏,安卓系統 | 菜單看得清,戴手套也能點 |
| 打印機 | 內置熱敏打印機 | 測完當場出條,貼在記錄本上 |
| 通訊 | 自帶 wifi,可選 4G 模塊 | 數據能傳平臺,不必回來補錄 |
| 恒溫 | 機內恒溫加熱 | 冬天戶外也能開機即測 |
表注:四樣里恒溫容易被忽略。低溫下吸收池溫度不穩,兩個數會一起漂,而屏幕上照樣給數。
五、五份標準與一套驗收動作
這個行當常引的標準有五份。JJG 635-2011 是一氧化碳、二氧化碳紅外氣體分析器的檢定規程,講的是零點、量程、線性、重復性怎么校;HJ 965-2018 是環境空氣一氧化碳的自動測定,用的是非擴散紅外法;GB/T 18204.2-2014 是公共場所衛生檢驗方法里的化學污染物部分,講的是采點與判定;GB 9801-1988 是空氣質量一氧化碳的測定;GBZ/T 300.37-2017 是工作場所空氣有毒物質測定里的一氧化碳與二氧化碳。
五份標準各管一段:檢定規程管儀器準不準,環境標準管室外怎么測,衛生標準管公共場所怎么取點,職業衛生標準管工位怎么采。用戶常犯的錯是拿一份標準去套所有場合——用公共場所的取點方式去測工位,測出來的數不代表工人的暴露;用工位的方式去測教室,又不符合衛生標準。所以先定場合,再定標準,再定儀器。驗收做三件事。頭一件是標準氣比對:三點濃度各測一次,看線性誤差在不在 ±2% 滿量程以內。第二件是重復性:同一氣樣連測七次,算極差。第三件是響應時間:從接上氣樣到讀數到位,掐表看一氧化碳是否在 45 秒內、二氧化碳是否在 60 秒內。三件事都有數,簽字才算完成交付。隨機文件要看四樣:裝箱單、說明書、合格證、校準記錄。四樣齊了,這臺儀器才算有身份。恒美智造另附一頁點位記錄模板,把點位、高度、采樣時長、氣體項、讀數五項留空,用戶填自己的數。這一頁在現場比說明書好找,采完一個點填一行,回單位不必回憶,也不會把兩個點的數記混。
六、把現場數據做成能執法的記錄,要定五件事
頭一件是點位與高度。同一個房間,地面、腰部、呼吸帶三個高度的濃度能差不少:一氧化碳比空氣略輕,容易聚在上部;二氧化碳比空氣重,容易沉在下部。規范里通常要求取呼吸帶高度,也就是人站著時的口鼻位置。點位與高度定死,寫進點位表,每次照做,數據才有可比性。第二件是采樣時長與取值方式。短時測量讀瞬時值,波動大;判定通常看時間加權均值,比如 0.5 小時均值、8 小時均值、日均值。這臺機器能顯示這三種均值,也有定時存儲功能,用戶不必自己算。第三件是預熱與調零。預熱 5 分鐘,吸收池溫度穩住再測;調零用氮氣或者催化方式,零點不準則全段都偏。兩件事花不了幾分鐘,省了它們整份數據都打折扣。
第四件是量程對檔。按預估濃度選檔,別硬測超量程的氣樣;超量程的數沒有意義,還可能污染吸收池。第五件是記錄。點位、時間、氣體項、讀數、判定,五項寫全,附上打印條。執法與驗收場合,打印條上的時間與數值比手抄可靠;科研與教學場合,原始曲線比一個數有用。恒美智造把五項印成一頁表格,填完與打印條一起歸檔。五件事定完,還要落到一張紙上。這張紙上的數不是抄來的,是試出來的:點位從現場勘查來,采樣時長從規范來,量程檔從預估濃度來。恒美智造在交付培訓時陪著用戶把這張紙填完,填的過程也是把現場摸一遍。很多用戶的記錄不可比,不是儀器的問題,是點位與時長沒定死,不同班次各按各的習慣測。