تاريخ تطور أجهزة استشعار ثاني أكسيد الكربون

تاريخ تطور مستشعر ثاني أكسيد الكربون

كما نعلم جميعًا، يُعدّ ثاني أكسيد الكربون، أحد الغازات الرئيسية، ذا تأثير بالغ على الزراعة والصناعة وغيرها من المجالات. ومع التطور المستمر للمجتمع الحديث، ازداد تركيز ثاني أكسيد الكربون تدريجيًا. وقد أظهرت الدراسات أن ظاهرة الاحتباس الحراري للأرض قد بدأت بالظهور مع الثورة الصناعية، وهي الآن تزداد حدةً يومًا بعد يوم.

بلغت انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن الأنشطة البشرية مستويات قياسية تاريخية. وتشير أحدث البيانات إلى أن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية في عام 2011 كانت أعلى بـ 163 مرة من مثيلتها في عام 1850.

في عام 1850، كانت المملكة المتحدة أكبر مُصدر لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون في العالم، حيث بلغت انبعاثاتها ما يقارب ستة أضعاف انبعاثات الولايات المتحدة، ثاني أكبر مُصدر. إضافةً إلى ذلك، تضم قائمة الدول الخمس الأولى المُصدرة للانبعاثات فرنسا وألمانيا وبلجيكا. وفي عام 2011، أصبحت الصين أكبر مُصدر للانبعاثات في العالم، تليها الولايات المتحدة والهند وروسيا واليابان.

لحل مشكلة التلوث البيئي الناجم عن ثاني أكسيد الكربون، من الضروري تطوير جهاز استشعار لثاني أكسيد الكربون. ويقوم هذا الجهاز بشكل أساسي بالكشف عن وجود ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

بدأ البحث في تقنية مستشعرات الغاز الامتصاصية في الدول المتقدمة الأجنبية مبكراً نسبياً: فقد أجرى هـ. إينابا وك. تشان من جامعة توهوكو في اليابان أول بحث في قياس تركيز الغاز باستخدام تقنية الاستشعار بالألياف الضوئية الامتصاصية الطيفية. وقد أُجريت بعض الأبحاث الأساسية في مجال استشعار الغاز ضمن نطاق نافذة نقل الألياف الضوئية.

في عام 1979، اقترحوا استخدام الألياف الضوئية بعيدة المدى لكشف تلوث الهواء. وفي عام 1983، استخدموا مصباح LED كمصدر ضوئي واسع النطاق مع مرشح تداخل ضيق النطاق لكشف طيف غاز الميثان عند حوالي 1331.2 نانومتر. يبلغ طول حجرة الغاز في النظام 0.5 متر، وألياف الإرسال عبارة عن ألياف متعددة الأنماط بطول 10 كيلومترات، ويستخدم جهاز الاستقبال كاشفًا من الجرمانيوم مُبردًا بمزيج من الجليد والميثانول. تبلغ حساسية الكشف الدنيا للنظام 25% من الحد الأدنى للانفجار الغازي. بعد ذلك، في عام 1985، استخدم كل من هـ. إينابا وك. تشان وهـ. إيتو وآخرون مصباح LED من نوع InGaAs كمصدر ضوئي لضبط ذروة الامتصاص التوافقي لغاز الميثان عند 1665.4 نانومتر، مما أدى إلى مضاعفة حساسية الكشف الدنيا للنظام.

بدأ البحث في مجال مستشعرات غاز ثاني أكسيد الكربون التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء في الصين متأخرًا. حاليًا، تُصنّع وتُستخدم في الصين بشكل رئيسي مستشعرات من نوع الإلكتروليت الصلب، ومستشعرات سعوية من أكسيد مركب تيتانات الباريوم، ومستشعرات ذات غشاء خلفي تعمل بتغيير الموصلية، وغيرها. وتعاني هذه المستشعرات من العديد من العيوب، منها ضعف انتقائية الغاز، وكثرة الإنذارات الكاذبة، والحاجة المتكررة لمعايرة النظام، وقصر عمرها الافتراضي. لم يشهد البحث في تكنولوجيا مستشعرات الغاز بالأشعة تحت الحمراء غير المشتتة (NDIR) في الصين أي تقدم يُذكر إلا في عام 2005، إلا أن مكوناتها الرئيسية لا تزال تُستورد. تتمتع تكنولوجيا الكشف عن الغاز بالأشعة تحت الحمراء بمزايا واضحة في جميع المجالات في الصين، سواءً من حيث استخدام التقنيات الحديثة لتطوير الصناعات التقليدية أو استبدال الواردات. ولها تطبيقات واسعة النطاق وفوائد اقتصادية واجتماعية ملموسة.

توجد العديد من الطرق للكشف عن ثاني أكسيد الكربون في الوقت الحاضر، وتشمل بشكل رئيسي كروماتوغرافيا الغاز، والمعايرة، والإلكتروليت الصلب، والسعة، والكشف بالألياف البصرية، وامتصاص الأشعة تحت الحمراء، وغيرها من الطرق.

يُستخدم مستشعر ثاني أكسيد الكربون RS-CO2*-*-2 بشكل أساسي للكشف عن تركيز ثاني أكسيد الكربون في الهواء. وهو مزود بمستشعر GE مستورد وتقنية تحقق بالأشعة تحت الحمراء حديثة. يتميز باستجابة سريعة وحساسة، ويتجنب مشاكل عمر المستشعرات الكهروكيميائية التقليدية وانحرافها على المدى الطويل.

يتراوح نطاق مراقبته بين 400-5000 جزء في المليون، ويأتي مزودًا بتعويض درجة الحرارة، وهو أقل تأثرًا بدرجة الحرارة، والهيكل عبارة عن هيكل على شكل ملكي مثبت على الحائط، ويتم تثبيته على الحائط بمسمارين، مما يجعله سهل التركيب للغاية.

تُصنّف أجهزة استشعار ثاني أكسيد الكربون حاليًا، وفقًا لنوع الإخراج، إلى ثلاثة أنواع: النوع 485، والنوع التناظري الكمي، والنوع اللاسلكي 433. أما من حيث عناصر المراقبة، فتتوفر ثلاثة أنواع: مستشعر ثاني أكسيد الكربون أحادي، ومستشعر ثاني أكسيد الكربون ودرجة الحرارة والرطوبة. تتميز هذه الأجهزة بمصدر طاقة تيار مستمر بجهد 30 فولت تقريبًا، ومستوى حماية عالٍ للغلاف، مما يُمكّنها من التكيف مع مختلف الظروف القاسية في الموقع، كما يُمكن استخدامها على نطاق واسع في البيوت الزراعية، وزراعة الزهور، وزراعة الفطر الصالح للأكل، وغيرها من الأماكن التي تتطلب مراقبة ثاني أكسيد الكربون.

تدعم شركة هونان ريكا للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة ريادتها في السوق بمهارات تسويقية بارعة لخلق علامة تجارية متميزة.

لمعرفة المزيد عن حلول أجهزة الاستشعار، اتصل بنا على شركة هونان ريكا للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة أو تفضل بزيارة موقعنا الإلكتروني من خلال زيارة موقع ريكا لأجهزة الاستشعار.

بفضل إنتاجها بمهارات تقنية متنوعة، يمكن استخدام حلول الاستشعار في مجموعة واسعة من التطبيقات كمستشعرات مصنعة من قبل الشركات المصنعة الأصلية.

بالتزامن مع جهود إعادة التدريب ورفع مستوى المهارات، ينبغي على عمال شركة هونان ريكا للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة التركيز على تنمية المهارات البشرية الفريدة التي لا تستطيع الآلات عالية التقنية محاكاتها، مثل التفكير الاستراتيجي والمجرد، والتواصل المعقد، والإبداع، والكفاءات القيادية.