NDIR 气体传感器是通过入射红外线引发对象气体（ 如 CO2 等）的分子振动，利用其可吸收特定波长红外线的现象来进行气体检测。红外线的透射率取决于对象气体的浓度。因此，NDIR 气体传感器搭载了发射红外线的红外线光源和检测红外线的红外线传感器，NDIR 气体传感器的性能因搭载的红外线光源和红外线传感器的种类而异。在这里，我们介绍一下 NDIR 构成部件的红外线光源和气体传感器。
构成部件其一 : 红外线光源
红外线光源可分为光型和热型两大类。光型是利用半导体中的电子和电洞重新结合的特性，将电流直接转换为光的方法。热型是使电流通过发热电阻，加热物体使其发光的方式。
1.1 LED （ 光型 ）
如果向 LED （ 发光二极管 ） 施加正向电压，电子和电洞会移动并重新结合。重新结合之际，就会发射出不同波长的光，因此，人们能在日常生活中看到蓝色、红色、白色等不同颜色的LED灯光。但是，许多气体分子在红外线区域 （ 而不是在可见光区域 ） 具有吸收波长，因此专门需要开发出可吸收气体、在红外线区域具有发光波长的 LED。
作为 NDIR 气体传感器的红外线光源，LED 性能优异。与热型光源相比，其响应速度绝对快，而且将发光时间限制到极短，能够减少气体传感器的耗电量。此外，由于 LED 将电流直接转换为光，LED 自身不会因为高温而成为火源，因此可作为具有可燃性的制冷气体等气体的传感器光源。
1.2 灯泡 （ 热型 ）
灯泡的发光原理是，电流流过灯泡灯丝产生焦耳热，使灯丝发热，在高温状态下发光。钨是一种常见的灯丝，高温可达 2000-3000℃。由于灯丝的温度极高，为了防止灯丝本身的氧化和蒸发，球管内均会密封稀有气体或卤素气体。
作为传感器中的重要部件，红外光源的性能好坏将直接影响传感器的优劣。因此，美思先端也推出了自有光源产品——MIR-715和MIR-718白炽灯红外光源。其具备输出波长范围广、转换效率卓越、性价比高等优势，可广泛应用在气体分析、气体检测、气体浓度测量领域，比如CO2检测、汽车的尾气排放测定、酒精感知、冷媒气体/温室效应气体测量等。
图：美思先端MIR-718白炽灯红外光源
1.3 MEMS 加热器 （ 热型 ）
发光原理和灯泡一样，都是利用发热。通过将电流流过由半导体制程加工而成的细微薄膜电阻发热体，进行发热并发光。对于 MEMS 加热器光源而言，重要的是将发热部分保持在高温状态，因此发热部分非常小；并且，能在设计时考虑到周围材料的热传导，可制作成不会使热量逸出的很窄的热传导路径 （ 折回、螺旋图案等 ）。
为了易于发热，MEMS 加热器的热容量一般被设计得较小，因此其响应速度比灯泡快，但比 LED 要慢。此外，它的温度也没有灯泡高，导致其发光波长频带比灯泡窄，但要比 LED 要宽。如果它的发光波长与气体的吸收波长匹配，则可以用作响应速度明显高于灯泡的气体传感器光源。
由于结构上比较精细，MEMS 加热器与灯泡一样，有抗振动较弱的缺点。另外，其高温部分是裸露的，不适合成为测量可燃气体的红外线光源。
构成部件其二 : 红外线传感器
红外线传感器也可大致分为光型和热型两大类。光型是利用半导体的光电动势，将光直接转换成电流的方式。热型是检测物体加热时由温差产生的电压和极化的方法。
2.1 光电二极管 （ 光型 ）
P 型半导体和 N 型半导体接合形成的耗尽层会吸收光 （ 红外线 ），并产生光电动势。利用这个原理制造出来便是光电二极管。但其用作红外线传感器时，较受限的是，在中红外线区域具有灵敏度的光电二极管如果不冷却，则很难分离光电动势产生的电流和热产生的噪声电流，对测量传感的精准度影响比较大。
2.2 热电堆 （ 热型 ）
热电堆是基于将物体温差转换为电压的塞贝克效应而工作。一般将产生温差的物体称之为热电偶，热的一侧称之为热接点，而冷的一侧则称之为冷接点。为了在热电偶中容易产生温差，热接点侧被设计为具有通过红外线吸收膜易于聚热的结构，而冷接点侧则配置为易于散热，从而达到制造温差，继而转换为电压的效果。
热电堆对红外线区域的较宽频带具有灵敏度，因此通过使用适合热电堆和目标气体的滤光片，可以用作设置在 NDIR 中的红外线传感器。此外，可以更换滤光片，检测各种气体。
目前，美思先端已基于此类型推出了MTP10系列红外热电堆温度传感器、MTP20系列红外热电堆气体传感器、MTPA16×16红外热电堆阵列传感器等产品，其中MTP20系列可实现CO、CO2、SO2、CH4、C2H6、SF6、G1等气体的测量，具有高灵敏度、高精度等特性，长期稳定性优异，维护成本低，可用于各种气体探测的场景。
2.3 热释电传感器 （ 热型 ）
某些晶体，例如钽酸锂、硫酸三甘肽等受热时，晶体两端会产生数量相等、符号相反的电荷，这种现象被称为热释电效应。热释电传感器就是利用了该效应，其中的热释电元件可为单晶（钽酸锂等LiTaO3 ）、压电陶瓷（锆钛酸铅PZT等）及高分子薄膜（PVFZ等）等。
热释电传感器与热电堆一样，对红外线区域的较宽频带具有灵敏度，因此通过安装适合不同气体的滤光片，可以用作 NDIR 的红外线传感器。
基于此类型，美思先端也推出了MPY20系列红外热释电气体传感器和MPT30系列热释电火焰传感器，其中MPY20系列根据不同的使用环境和需求，针对每一种气体开发了六款产品，均可广泛应用于医疗行业、安全事业、家用电子、工业生产、环境监测等领域；MPY30系列采用钽酸锂单晶作为敏感元材料，居里温度在620℃以上，相对介电常数小，比探测率高，可感应和分析红外光谱带，稳定性强，响应率高，可应用于住宅、商业、工业等诸多领域内，及时监测预警火灾萌芽，保护人们的生命和财产安全。
图：美思先端MPY30-A221红外热释电火焰传感器
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