【一、核心测量原理】
160i 沿用非分散红外（NDIR）检测路线。红外光源发出的波束通过带通滤光片聚焦于 4.26 µm 吸收峰，CO₂ 分子在此波长具有特征吸收，因此传感器只需比较衰减前后的光强即可计算浓度。不含移动部件的光路设计避免了机械磨损与位移漂移，增强了二手设备长期运行的可靠性；双通道温度补偿结构则借助参考光路自动剔除灯丝老化与灰尘沉积带来的基线变化。
【二、精度与漂移控制】
出厂状态下，160i CO₂ 传感器在 5 % 浓度点给出 ±0.1 % 的误差范围。为了让二手设备继续保持高精度，设计者在检测腔体外围增加热电偶与湿度传感器，实时记录环境变化，通过系数矩阵对红外信号进行动态校正。长时间工作导致光路元件温漂、电路老化后，误差仍能压在 ±0.2 % 以内，足以满足胚胎培养、干细胞诱导等对气体浓度极敏感的实验需求。
【三、温湿耦合补偿机制】
培养箱内相对湿度通常维持在 90 %以上，高湿水汽容易在冷壁或透光模块凝结，改变红外光程并吸附 CO₂ 分子。160i 通过三重策略解决：其一，传感器探头外壳采用疏水纳米涂层，降低水膜形成概率；其二，探头插入位置避开直接蒸发面，利用气流死区减缓冲击；其三，算法层面对湿度信号进行非线性补偿，使测量结果不受蒸汽热容与折射率变化的双重扰动。
【四、抗污染与自清洁设计】
长期培养过程中，培养基挥发物与尘埃可能在光学窗口形成薄膜，导致信号衰减。160i 在检测腔前端嵌入医用级 PTFE 过滤片，孔径 0.22 µm，可有效截留颗粒与飞溅液滴；同时利用风道正压原理，让气流从腔体外侧缓慢渗透至探头，在微小正压下阻止外部杂菌进入光路。维护人员只需每季度更换过滤片并对窗口喷洒无酒精清洁剂，即可维持光强稳定。
【五、寿命评估与校准逻辑】
NDIR 光源采用高稳定性硅基红外发射芯片，理论寿命超过六万小时。系统内置“光强衰减计数器”，当累计衰减量达到总动态范围的 20 % 时触发预警，并启动“零点/跨度”校准向导：零点校准利用内置无 CO₂ 参考腔自动完成，跨度校准则引导用户输入两点浓度值，操作时间不超过五分钟。如此可最大程度压缩停机窗口，保证二手设备维保简易化、流水线化。
【六、系统闭环联动】
传感器测得的实时 CO₂ 浓度被主控板以 100 ms 周期采样，PID 算法实时调节电磁阀开度与混气模块脉冲宽度，实现毫巴级气压响应；门打开或进样高峰时，算法自动进入“速补模式”，先加大 CO₂ 闭环增益，再根据温度恢复速率逐步回落，避免“过补—欠补”振荡。整个控制曲线以 S 形平滑过渡，既提高了浓度恢复速度，也减少了气体浪费。
【七、维护与升级要点】
在二手场景中，若原厂校准证书缺失，可通过第三方 5 % 标准气瓶自行验证误差。建议每六个月进行一次漂移测试，并检查以下关键部件：
滤光片—出现炫光或裂痕需即时替换；
红外灯丝—若光强信号跌幅突增，可预备更换件；
采样 O‑ring—保持弹性防止微渗；
电子连接器—确认无锈蚀和松动。
同时，型号 160i 控制固件支持离线升级，可加载新型“自学习漂移补偿”算法，对传感器老化轨迹进行回归预测，进一步延长校准周期。
【八、典型应用与价值延伸】
干细胞扩增工艺开发：穗状 CO₂ 波动会直接触发分化信号；160i 传感器的高速响应与稳定输出，帮助研究者将分化率方差压缩至 5 % 以内。
组织工程支架前处理：CO₂ 与 pH 密切相关，高准确度监控使细胞‑材料相容性评价更有可比性。
抗体生产哺乳动物细胞系筛选：在生长密度快速上升阶段，呼吸带来的 CO₂ 累积风险通过精确抽气补偿被及时抑制，避免乳酸堆积。
微生物气体耐受性测试：可设定阶梯式 CO₂ 上升曲线，观察菌种在不同分压下的代谢速率，实现高通量生物过程参数筛选。
药物稳定性留样：某些固体制剂在高湿含 CO₂ 环境中易发生碳酸化，精确控制能排除箱体内浓度波动这一干扰因素。
【结语】
二手赛默飞 160i 培养箱的 CO₂ 传感器通过精密的红外测量原理、完备的温湿补偿、智能化校准与维护体系，为实验室提供了长期、稳定且高准确度的气体控制方案。对于预算受限却又追求质量的科研或质控机构而言，只要在购置前完成光路与校准双重检测，并按建议周期更换过滤件和执行校准流程，就能将这枚传感器的潜力充分释放，为细胞培养、微生物研究及药物评价等多领域继续贡献可观价值。
