Schema einer NDIR-Messzelle: Infrarotstrahler, Messzelle mit Messgas, Filter und Detektor IR-Strahler Messzelle mit Messgas Filter Detektor Messfenster für CO₂

Signal am Detektor 41 %

Lösungen · Messprinzip

NDIR: So misst ein Infrarot-Gasanalysator

Von Methan im Biogas bis zum Kältemittel in der Abluft: Unsere Prozessmesstechnik misst Gase, die Infrarotlicht absorbieren, per NDIR – in zwei Bauformen, die wir auf Ihre Messaufgabe auslegen.

NDIR (nichtdispersive Infrarot-Absorption) misst ein Gas über das Infrarotlicht, das es absorbiert: Ein Strahler durchleuchtet das Messgas, ein Filter lässt nur die Wellenlänge des Zielgases durch, ein Detektor misst, wie viel Licht ankommt. Je mehr Gas, desto weniger Licht – nach dem Lambert-Beer-Gesetz folgt daraus die Konzentration. „Nichtdispersiv“ heißt: Das Licht wird nicht in ein Spektrum zerlegt, sondern über feste Filter ausgewählt.

Spektrum ausprobieren Beratung anfordern
  • Ohne Prüfgasim Routinebetrieb – dank automatischer Nullpunkt­korrektur
  • 1 sein Messwert pro Sekunde mit Mehrstrahl-Technik
  • Spur bis Rohgaswinzige und sehr hohe Konzentrationen – mit der passenden Messzelle

Interaktives Spektrum

Infrarot-Gasanalyse: Jedes Gas hat sein Messfenster

In der Infrarot-Gasanalyse absorbiert jedes Gas Licht in eigenen Bereichen des Spektrums. Ein Filter wählt das Messfenster Ihres Zielgases – liegt ein anderes Gas im selben Fenster, entsteht Querempfindlichkeit. Die gleichen wir aus. Wählen Sie, was Sie messen wollen und was sonst im Messgas ist.

Beispiel:
Das wollen Sie messen
Außerdem im Messgas
Schematische Infrarot-Absorptionsbanden der gewählten Gase mit dem Messfenster des Zielgases 2 4 6 8 10 12 14 Messfenster
Wellenlänge in µm · schematisch, gerundet
  • Im Messfenster stört keines der gewählten Gase.

Querempfindlichkeitskompensation: Wir rechnen die Störung heraus

Ein anderes Messfenster zu wählen, ist nur ein möglicher Weg, um Querempfindlichkeiten zu kompensieren. Oft liegen Ziel- und Störgas so dicht beieinander, dass kein Filter sie trennen kann. Dann arbeitet die Mathematik: Unsere Geräte erfassen die Störung mit und rechnen sie in jedem Messzyklus aus dem Messwert heraus. Die Modelle dahinter sind über viele Anwendungen gewachsen – sie sind unser Know-how.

MesssignalZielgas und Störung zusammen
Störung, miterfasstzum Beispiel Feuchtigkeit
Messwertnur das Zielgas – ruhig und stabil

Schematische Darstellung. In der Praxis verrechnet unser Kompensationsmodell mehrere Messgrößen gleichzeitig.

  • Störung miterfassenDas Gerät misst mit, was im Messfenster stört – etwa Feuchtigkeit oder CO₂.
  • Mathematisch kompensierenUnsere Kompensation trennt die Gase auch dann, wenn sich mehrere gegenseitig beeinflussen.
  • Auf Ihr Messgas abgestimmtWir stimmen die Kompensation auf Ihr Messgas ab. Ihr Messwert zeigt dann das Zielgas.

Vereinfachte Darstellung: Lage und Form der Absorptionsbereiche sind gerundet. Welches Messfenster und welchen Ausgleich Ihre Messung braucht, legen wir passend zu Ihrem Messgas fest.

Know-how

Zwei Wege zum stabilen Nullpunkt

Jeder Infrarot-Gasanalysator braucht eine Referenz, sonst wandert der Nullpunkt. Häufig wird dafür Prüfgas eingesetzt. Wie bei einer Waage muss der Nullpunkt stimmen, damit jeder Messwert stimmt. Wir beherrschen zwei fortgeschrittene Verfahren: Sie reduzieren den Einsatz von Prüfgas und minimieren die Langzeitdrift stark. Mit Ihnen wählen wir das Verfahren, das zu Ihrem gewünschten Messbereich, zum Messintervall und zur Wartung passt. Auch die Messzelle bauen wir passend zu Ihrer Anwendung.

Automatische Nullpunktkorrektur mit dem Zwei-Druck-Referenzverfahren

Nullpunktdrift ist der stille Gegner jeder Infrarotmessung: Strahler altern, Fenster verschmutzen, Temperaturen wandern. Unser Zwei-Druck-Referenzverfahren lässt das Messgas sich selbst prüfen – in jedem einzelnen Messzyklus. Ein präzise geführter Druckwechsel in der Messzelle liefert die Referenz gleich mit, und der Nullpunkt korrigiert sich automatisch, Messung für Messung.

  1. Füllen Frisches Messgas strömt in die Messzelle.
  2. Messen Das Gerät misst, wie viel Infrarotlicht das Gas bei normalem Druck absorbiert.
  3. Druckwechsel Die Pumpe senkt den Druck in der Messzelle gezielt ab.
  4. Referenz Dasselbe Gas, weniger Moleküle im Strahl – der Vergleich korrigiert den Nullpunkt und liefert die Konzentration.
  • Selbstreferenzierend: kein Referenzgas und kein Nullgas im Routinebetrieb.
  • Driftkompensation in jedem Zyklus – ein alternder Strahler und verschmutzte Optik werden herausgerechnet.
  • Ohne bewegte Optik, auf Langzeitstabilität ausgelegt.
  • Mehrere Detektoren messen mehrere Gase parallel in einer Messzelle.

Kontinuierliche Driftkompensation mit Zwei-, Drei- und Vierstrahltechnik

Hier läuft die Referenz ständig mit: Ein Strahlteiler verteilt das Infrarotlicht auf Mess- und Referenzkanäle, ein Referenzdetektor beobachtet eine Wellenlänge, bei der kein Gas Licht absorbiert. Was der Strahler an Intensität verliert, sieht der Referenzkanal sofort – und das Gerät rechnet es heraus, Sekunde für Sekunde.

Kontinuierliches Signal – ein Messwert pro Sekunde

  • Messwert jede Sekunde – für schnelle Prozesse und Sicherheitsmessungen wie die UEG-Überwachung.
  • Bis zu vier Kanäle in einer Messzelle: für mehrere Gase oder als Zusatzkanäle gegen Querempfindlichkeit und für sehr hohe Konzentrationen.
  • Messzelle auf konstanter Temperatur – für gleichbleibende Bedingungen.
  • Null- und Endpunkt werden regelmäßig mit Prüfgas kalibriert – automatisch, nach Zeitplan oder auf ein Signal von außen.
Was im Betrieb entscheidet
Zwei-Druck-ReferenzZwei-, Drei-, Vierstrahl
Nullpunktkorrekturautomatisch in jedem Messzykluslaufend über den Referenzkanal
Referenzdasselbe Gas bei abgesenktem DruckReferenzdetektor auf einer Wellenlänge ohne Absorption
Messwertim Messzyklus, je Messstellejede Sekunde, kontinuierlich
Prüfgas im Routinebetriebnicht nötigfür Null- und Endpunkt, automatisch ausgelöst
Ideal fürProzessüberwachung über lange Zeit ohne Eingriffschnellen Prozessen, Sicherheits- und Personenschutzmessung
GeräteGA 150, GA 210, GA 220, GA 315, GA 320, BioBasic, Smart Control 300GA 210, GA 220, BioBasic Biomethane, GAP 100

Messzelle und Nachweisgrenze

Nachweisgrenze: vom Spurengas bis zum Rohgas

Wie klein die Nachweisgrenze wird, hängt an der Länge der Messzelle: Je länger der Weg durch das Gas, desto mehr Licht wird absorbiert. Kurze Zellen messen hohe Konzentrationen im Rohgas, lange, innen veredelte Zellen Spuren im Reingas. Am Beispiel Kältemittel sehen Sie, welche Zelle Ihre Konzentration misst.

Spuren: wenn es auf das letzte ppm ankommt

Für Spurenmessungen bauen wir Messzellen, die das Infrarotlicht besonders lange durch das Gas führen und kaum etwas davon verschenken. So holen wir Nachweisgrenzen bis in den ppm-Bereich heraus – je nach Gas auch darunter. Und wenn es noch feiner werden muss – etwa für Treibhausgase in der Außenluft, wo nur winzige Mengen vorkommen –, findet unser Partnernetz die passende Laserspektroskopie.

Konzentration 50 mg/m³

Spurenbereich
Rohgasbereich
  • Lange Reingas-Messzelle für Spuren im Reingas und in der Abluft
  • Kurze Rohgas-Messzelle für hohe Konzentrationen im Rohgas

Beispiel Kältemittel; schematische Darstellung. Messbereiche je nach Gas und Konfiguration – wir legen sie mit Ihnen auf Ihre Anlage aus.

Gase

Was NDIR misst – und wofür ein anderes Prinzip passt

Gase, die Infrarot absorbieren

Von Methan bis zu chlorierten Lösemitteln. Ein Klick führt zur Substanzseite mit Messbereich und passenden Geräten.

Wofür ein anderes Prinzip passt

Moleküle aus zwei gleichen Atomen wie H₂, N₂ und O₂ und Edelgase absorbieren kein Infrarot. Dafür haben wir andere Messprinzipien – und wo keins passt, unser Partnernetz.

  • O₂ paramagnetisch, mit Zirkonoxid oder elektrochemisch – GA 210 O₂ paramagnetisch
  • H₂ per Wärmeleitfähigkeit oder elektrochemisch – FTC300
  • H₂S elektrochemisch, im Biomethan per UV-Absorption – BioBasic Biomethane
  • N₂ · Ar · He Stickstoff und Edelgase: Wir finden mit unserem Partnernetz die passende Messtechnik

Ihre Vorteile

Vorteile mit unserer NDIR-Technologie

  • Gezeichnete Hand, die einen Messzeiger auf den Nullpunkt stellt

    Automatische Nullpunktkorrektur

    Der Nullpunkt korrigiert sich bei jeder Messung selbst – ohne Nullgas und ohne Eingriff. Das spart Zeit, Prüfgas und Kalibrieraufwand.

  • Gezeichneter Anker, der in bewegten Wellen ruhig hält

    Langzeitstabilität

    Robuste Messzellen und eine Referenz in jedem Zyklus halten Ihre Werte stabil, auch wenn Temperatur und Umgebungsdruck schwanken. Weniger Wartung, längere Standzeiten.

  • Gezeichneter Pfeil, der genau ins Ziel trifft

    Hohe Präzision

    Ein gezielt gewähltes Messfenster, ausgeglichene Querempfindlichkeiten und eine eigene Kennlinien-Technik, die auch hohe Konzentrationen sauber abbildet: Ihr Messwert gehört Ihrem Zielgas.

Produkte

Prozessmesstechnik mit NDIR

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NDIR in der Praxis

Beratung

Tory – Ihre Fragen zu NDIR

Welches Gas, welcher Messbereich, was ist sonst im Messgas? Tory klärt in wenigen Schritten, ob NDIR passt und welche Bauform – und führt Sie direkt zu unserem Team.

  • Messprinzip und Bauform passend zu Ihrem Gas
  • Querempfindlichkeiten früh erkennen
  • Direkter Übergang zur Angebotsanfrage

FAQ

Häufige Fragen zu NDIR

Was ist NDIR?

NDIR steht für nichtdispersive Infrarot-Absorption. Ein Strahler durchleuchtet das Messgas, ein Filter lässt nur die Wellenlänge des Zielgases durch, ein Detektor misst, wie viel Licht ankommt. Je mehr Gas, desto weniger Licht – daraus folgt nach dem Lambert-Beer-Gesetz die Konzentration.

Wie funktioniert ein NDIR-Gasanalysator?

Eine Pumpe holt das Messgas in die Messzelle. Infrarotlicht durchquert die Zelle, das Zielgas absorbiert einen Teil davon, ein Filter vor dem Detektor wählt das Messfenster. Damit der Wert stabil bleibt, braucht jede Messung eine Referenz: entweder dasselbe Gas bei abgesenktem Druck (Zwei-Druck-Referenz) oder ein Referenzkanal auf einer Wellenlänge ohne Absorption (Mehrstrahl).

Was ist der Unterschied zwischen einem NDIR-Sensor und einem NDIR-Gasanalysator?

Ein NDIR-Sensor ist ein Bauteil, etwa für CO₂ in der Raumluft. Ein Gasanalysator ist ein komplettes Messsystem für Prozessgas: mit Pumpe, Messgasaufbereitung, Kompensation von Querempfindlichkeiten, Umschaltung zwischen Messstellen und Anschluss an Ihr Leitsystem.

Welche Gase kann NDIR messen?

Gase, die Infrarotlicht absorbieren: zum Beispiel CH₄, CO₂, CO, N₂O, NH₃, SO₂, Ethylen, Formaldehyd, Methanol, Kältemittel wie R134a und chlorierte Lösemittel. Nicht messbar per NDIR sind H₂, N₂, O₂ und Edelgase – dafür nutzen wir andere Messprinzipien.

Was ist Querempfindlichkeit, und wie wird sie ausgeglichen?

Querempfindlichkeit entsteht, wenn ein anderes Gas im Messfenster des Zielgases absorbiert. Wir wählen ein Messfenster ohne Störung oder messen den Störer mit und rechnen ihn heraus – auch bei Gemischen, in denen sich mehrere Gase gegenseitig beeinflussen.

Stört Feuchtigkeit die NDIR-Messung?

Wasserdampf absorbiert Infrarot in mehreren Bereichen. Ein Messgaskühler trocknet das Messgas auf einen Taupunkt von 5 °C; wo es auf kleinste Konzentrationen ankommt, misst ein eigener Kanal die Feuchtigkeit mit und rechnet sie heraus.

Was ist eine automatische Nullpunktkorrektur?

Sie gleicht die Nullpunktdrift einer Infrarotmessung aus, ohne dass jemand Nullgas anschließen muss. Beim Zwei-Druck-Referenzverfahren geschieht das in jedem Messzyklus über einen Druckwechsel in der Messzelle, bei der Mehrstrahltechnik laufend über einen Referenzkanal. So bleiben die Messwerte über lange Zeit stabil.

Wie oft muss ein NDIR-Gerät kalibriert werden?

Mit der Zwei-Druck-Referenz brauchen Sie im Routinebetrieb kein Prüfgas – der Nullpunkt korrigiert sich bei jeder Messung automatisch. Mehrstrahl-Geräte kalibrieren Null- und Endpunkt in festen Abständen mit Prüfgas, automatisch ausgelöst.

Wie klein ist die Nachweisgrenze?

Sie hängt vom Gas und von der Messzelle ab. Mit langen, innen veredelten Messzellen erreichen wir Nachweisgrenzen bis in den ppm-Bereich – welche für Ihr Gas, sagen wir Ihnen nach einem Blick auf Ihre Messaufgabe.

Gut zu wissen

  • Messfenster, Messzelle und den Ausgleich von Störgasen legen wir passend zu Ihrem Messgas fest – maßgeblich sind die Datenblätter der Geräte.
  • Treibhausgase in der Außenluft, wo nur winzige Mengen vorkommen, oder Gase, die kein Infrarot absorbieren? Mit unserem Partnernetz finden wir auch dafür die passende Lösung.
  • Entwickelt und gefertigt in Deutschland – Prozessmesstechnik von Fresenius Umwelttechnik aus Herten.

Passt NDIR zu Ihrem Gas?

Schildern Sie uns Ihre Messaufgabe – wir legen die Prozessmesstechnik mit Ihnen aus.

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