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

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

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

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

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。