Разработка NDIR газоанализатора: инженерная реализация и испытания

Одной из наиболее значимых задач современного экологического мониторинга является быстрый и высокоточный контроль за изменениями концентраций парниковых газов, таких как водяной пар и двуокись углерода, в атмосфере. В рамках настоящей статьи представлена инженерная реализация NDIR (non-dispersive infrared — недисперсионного инфракрасного) газоанализатора с новаторской схемой генерации дискретного инфракрасного излучения, основанной на широтно-импульсной модуляции сигнала. Помимо прочего, описано проведение испытаний разработанного устройства в составе эколого-климатической станции на учебной базе МГТУ им. Н.Э. Баумана в деревне Камшиловка (Московская область) в комплексе с трехосевым ультразвуковым анемометром для осуществления метода турбулентных пульсаций.
 

Литература

[1] Soeder D.J. Greenhouse Gas and Climate Change. In: Energy Futures: The Story of Fossil Fuel, Greenhouse Gas, and Climate Change. Cham, Springer Nature Switzerland, 2025, pp. 97–141. https://doi.org/10.1007/978-3-031-83603-9_5

[2] Rotz C.A. Modeling greenhouse gas emissions from dairy farms. Journal of Dairy Science, 2018, vol. 101, no. 7, pp. 6675–6690. https://doi.org/10.3168/jds.2017-13272

[3] Guo N., Chen F., He C. et al. Multi-year average water vapor characteristics and potential sources and transport pathways of intense water vapor during extreme precipitation events in the Ili River Valley, China. Journal of Hydrology: Regional Studies, 2025, vol. 58, art. no. 102278. https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2025.102278

[4] Карпов И.А., Фуфурин И.Л., Винтайкин И.Б. и др. Разработка недиспергирующего инфракрасного газоанализатора для измерения динамики концентраций парниковых газов. Вестник Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», 2025, т. 14, № 1, с. 16–23. https://doi.org/10.26583/vestnik.2025.1.2

[5] Fufurin I.L., Golyak I.S., Golyak I.S. et al. Non-Dispersive IR Gas Analyzer for Monitoring H2O and CO2 Fluxes by Eddy Covariance Method. Russian Journal of Physical Chemistry B, 2025, vol. 19, no. 3, pp. 674–680. https://doi.org/10.1134/S199079312570040X

[6] Kim Y., Goo S.-g., Lim J.S. Multi-Gas Analyzer Based on Tunable Filter Non-Dispersive Infrared Sensor: Application to the Monitoring of Eco-Friendly Gas Insulated Switchgears. Sensors, 2022, vol. 22, no. 22, art. no. 8662. https://doi.org/10.3390/s22228662

[7] Мальцев А.А. Молекулярная спектроскопия: теория, практические работы, задачи. Москва, Изд-во Московского университета, 1980, 272 с.

[8] Бурба Г.Г., Курбатова Ю.А., Куричева О.А. и др. Метод турбулентных пульсаций: краткое практическое руководство. Москва, LI-COR Biosciences; ИПЭЭ им. А.Н. Северцова РАН, 2016, 223 с.

[9] Fufurin I., Karpov I., Kosterova A. et al. Non-Dispersive Gas Analyzer for H2O and CO2 Flux Analysis by the Eddy Covariance Method. Sensors, 2026, vol. 26, no. 2, art. no. 560. https://doi.org/10.3390/s26020560

[10] Arens E., Ghahramani A., Przybyla R. et al. Measuring 3D indoor air velocity via an inexpensive low-power ultrasonic anemometer. Energy and Buildings, 2020, vol. 211, art. no. 109805. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.109805