红外分析仪由发送器和测量电路两大部分构成，发送器是红外分析仪的“心脏”，它将被测组分的浓度变化转化成某种电参数的变化。再通过相应的测量电路转换成电压或电流输出。发送器又由光学系统和检测器组成，光学系统的构成部件主要有:红外辐射光源组件，包括红外辐射光源、反射体和切光(频率调制)装置:气室和遇光元件，包括测量气室、参比气室、滤波气室和干涉滤光片。

一、红外辐射光源

      按发光体种类分，光源有合金丝光源、陶瓷光源、半导体光源等。按光能输出形式分，有连续光源和断续光源两类。按辐射光谱的特征来分，有广谱(宽谱)光源和干涉光源。从光路结构考虑，有单光源和双光源之分。红外分析仪对光源的要求:

①辐射的光谱成分要稳定:

②辐射的能量大部分集中在待测气体特征吸收波段:

③辐射光最好能平行于气室中心入射:

④光源寿命长，热稳定性好，抗氧化性好，金属蒸发物要少:

⑤光源灯丝在加热过程中不能释放有害气体。

      典型的红外线辐射源是由镍铬合金或钨丝绕制成的螺旋丝，用低电压源加热，温度升至0~ 800℃之间发出暗红色光，发射出0.7~7μm的连续波长的红外光。

二、反射体和切光(频率调制)装置

    1、反射体

      反射体的作用主要是保证红外光以平行的形式发射，减少因折射造成的能量损失。因此反射体的反射面要求很高，表面不易氧化且反射效率高。反射体一般采用平面镜或抛物面镜。

    2、切光(频率调制)装置

      切光装置包括切光片和同步电机，切光片由同步电机(切光马达)带动，作用是把光源的红外光变成断续的光，即对红外光进行频率调制。调制的目的是使检测器产生的信号流信号，便于放大器放大，同时改善检测器的响应时间特性，理论和实践表明:切光频应取在5~ 15HZ范围内。

三、气室和窗口材料(晶片)

    1、测量气室和参比气室

      测量气室和参比气室的结构基本相同，外形都是圆筒形，筒的两端用晶片密封。也有测量气室和参比气室各占一半的“单间隔离”型结构。测量气室连续地通过被测气体。参比气室完全密封并充有中性气体(多为N2)。

    2、窗口材料(晶片)

      晶片通常装在气室两端，要求必须保证整个气室的气密性，具有较高的透光率，同时也能起到部分滤光的作用。因此，晶片应有高的机械强度，对特定的波长段有较高的“透明度”，还要耐腐蚀、潮湿、抗温度变化的影响等。窗口所使用的晶片材料大多为氟化钙(CaF2)和熔融石英晶片。

      晶片上沾染灰尘、污物、起毛等都会使仅表的灵敏度下降，测量误差和零点潭移增大。因此，必须保持晶片的清洁，可用擦镜纸成绸布擦拭，注意不能用手指接触晶片表面。

四、滤光元件

      红外光是所谓的广谱辐射，比被测组分的吸收波段要宽得多，此外被测组分的吸收波段与样气中某些组分的吸收波段往往会发生交叉甚至重叠，从而对测量带来干扰。因此必须对红外光进行过滤处理，即滤光或滤波，常用的滤光元件有滤波气室和干涉滤光片两种。

1、滤波气室

      早期红外采用，现在仍然使用，滤波气室和参比气室的结构一样，但长度要短。滤波气室内部充有干扰组分气体，吸收其相应的红外能量以抵消(或减少)被测气体中干扰组分的影响。例如CO分析仪的滤波气室内填充适当浓度的CO2和CH4，可以将光源中对应于这两种气体的红外波长吸收掉，使光源中不再含有这些波长的辐射，就会消除测量气室中的CO2和CH4干扰影响。

2、干涉滤光片

      滤光片是一种形式最简单的波长选择器，它是基于各种不同的光学现象(吸收、干涉、选择性反射、偏振等)而工作的，它仅使具有特征吸收波长的红外辐射通过。特点是通带很窄，滤波效果很好，它可以只让被测组分特征吸收波带的光能通过，通带以外的光能几乎全部滤除掉。厚度和体积小，不存在泄漏问题。一般干扰组分多时采用干涉滤光片。缺点是由于通带窄，透光率不高，到达检测器的光能小，灵敏度较低。

微音检测器的不分光型红外分析仪基本结构图

五、检测器

      红外分析仪使用的检测器目前主要有四种:

    1、薄膜电容检测器

      又叫薄膜微音器，有金属薄膜动极和定极组成电容器，当接受气室内的气体压力受红外辐射能的影响而变化时，推动电容动片相对于定片移动，把被测组分浓度变化转变成电容量的变化。

      薄膜电容检测器是红外分析仪长期使用的传统检测器，目前使用仍然很多，特点是温度变化影响小、选择性好、灵敏度高，但检测器必须要密封并按交流调制方式工作。缺点是金属薄膜易受到机械振动的影响。接收气室如果漏气，哪怕是微澜也会导致检测器失效。

  2、微流量检测器

      微流量检测器是种利用敏感元件的热敏特性测量微小气体流量变化的新型检测器。其传感元件是两个微型热丝电阻和另外两个辅助电阻组成的惠斯通电桥。热丝电阻通电加热到一定温度，当有气体流过时，带走部分热量使热丝元件冷却，电阻变化，通过电桥转变成电压信号。

    3、光电导检测器

      光电导检测器是利用半导体光电效应的原理制成的，当红外光照射到半导体元件上时，它吸收光子能量后使非导电性的价电子跃迁至高能量的导电带，从而降低了半导体的电阻，引起电导率的改变，所以又叫半导体检测器或光敏电阻。

    4、热电检测器

        热电检测器是基于红外辐射产生热电效应的原理的一类检测器。一类是把多支热电偶串联在一起形成的热电堆检测器；另-类是热电晶体的热释电效应(晶体极化引起表面电荷转移)为机理的热释电检测器。