Histórico do desenvolvimento de sensores de dióxido de carbono

Histórico do desenvolvimento do sensor de dióxido de carbono

Como todos sabemos, o dióxido de carbono, sendo um dos principais gases, tem um impacto significativo na agricultura, na indústria e em outros setores. Com o progresso contínuo da sociedade moderna, a concentração de dióxido de carbono tem aumentado gradualmente. Estudos mostram que o efeito estufa na Terra surgiu a partir da Revolução Industrial. Ele começou a tomar forma e agora está se tornando cada vez mais intenso.

Atualmente, as emissões de dióxido de carbono provenientes de atividades humanas atingiram níveis historicamente altos. Os dados mais recentes mostram que as emissões globais de dióxido de carbono em 2011 foram 163 vezes maiores do que as de 1850.

Em 1850, o Reino Unido era o maior emissor mundial de dióxido de carbono, com emissões quase seis vezes maiores que as dos Estados Unidos, o segundo maior emissor. Além disso, os cinco maiores emissores incluíam França, Alemanha e Bélgica. Em 2011, a China tornou-se o maior emissor mundial, seguida pelos Estados Unidos, Índia, Rússia e Japão.

Para solucionar a poluição ambiental causada pelo dióxido de carbono, é necessário desenvolver um sensor de dióxido de carbono. O sensor de dióxido de carbono detecta principalmente a concentração de dióxido de carbono na atmosfera.

A pesquisa sobre a tecnologia de sensores de gás por absorção em países desenvolvidos estrangeiros começou relativamente cedo: a pesquisa pioneira sobre medição da concentração de gás usando a tecnologia de sensoriamento por fibra óptica com absorção espectral foi realizada por H. Inaba e K. Chan, da Universidade de Tohoku, no Japão. Algumas pesquisas básicas sobre sensoriamento de gás foram feitas na faixa da janela de transmissão da fibra óptica.

Em 1979, propuseram o uso de fibra óptica de longa distância para a detecção da poluição atmosférica. Em 1983, utilizaram um LED como fonte de luz de banda larga com um filtro de interferência de banda estreita para detectar o espectro do metano em torno de 1331,2 nm. O comprimento da câmara de gás no sistema era de 0,5 m, a fibra de transmissão era uma fibra multimodo de 10 km de comprimento e o dispositivo receptor utilizava um detector de germânio resfriado por uma mistura de gelo e metanol. A sensibilidade mínima de detecção do sistema era de 25% do LEL (limite inferior de explosão de gás). Posteriormente, em 1985, H. Inaba, K. Chan e H. Ito et al. utilizaram um LED InGaAs como fonte de luz para alinhar o pico de absorção harmônica do metano em 1665,4 nm, e a sensibilidade mínima de detecção do sistema foi duplicada.

A pesquisa sobre sensores de dióxido de carbono por absorção infravermelha na China começou tardiamente. Atualmente, os sensores produzidos e utilizados na China são principalmente do tipo eletrólito sólido, do tipo capacitivo de óxido composto de titanato de bário, do tipo membrana traseira com mudança de condutância, etc. Apresentam muitas desvantagens: baixa seletividade de gases, propensão a alarmes falsos, necessidade frequente de calibração do sistema, vida útil curta, entre outras. Foi somente em 2005 que a pesquisa em tecnologia de sensores de gás infravermelho não dispersivo (NDIR) na China apresentou novos avanços, mas seus componentes principais ainda precisam ser importados. A tecnologia de detecção de gases por infravermelho apresenta vantagens evidentes em todas as áreas na China, seja na utilização de novas tecnologias para transformar indústrias tradicionais ou na substituição de importações. Possui uma ampla gama de aplicações e traz benefícios econômicos e sociais significativos.

Atualmente, existem muitos métodos para detectar dióxido de carbono, incluindo principalmente cromatografia gasosa, titulação, eletrólito sólido, capacitância, detecção por fibra óptica, absorção infravermelha e outros.

O sensor de dióxido de carbono RS-CO2*-*-2 é usado principalmente para detectar a concentração de dióxido de carbono no ar. Ele adota um sensor GE importado e uma nova tecnologia de verificação por infravermelho. Possui resposta rápida e sensível e evita os problemas de vida útil e deriva a longo prazo dos sensores eletroquímicos tradicionais.

Sua faixa de monitoramento é entre 400 e 5000 ppm, possui compensação de temperatura, sendo menos afetado pela temperatura, e o gabinete é um modelo de parede em formato de leque, fixado na parede com dois parafusos, o que facilita bastante a instalação.

Atualmente, os sensores de dióxido de carbono desenvolvidos e produzidos, de acordo com o tipo de saída, são do tipo 485, do tipo analógico e do tipo sem fio 433. De acordo com os elementos monitorados, existem dois tipos: sensores individuais de dióxido de carbono e sensores de dióxido de carbono, temperatura e umidade. Com alimentação de ~30V DC e alto nível de proteção, adaptam-se a diversas condições adversas em campo e podem ser amplamente utilizados em estufas agrícolas, cultivo de flores, cultivo de fungos comestíveis e outros locais que requerem monitoramento de CO2.

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