Классификация и принцип работы датчика углекислого газа

Классификация и принцип работы датчика углекислого газа

Углекислый газ — бесцветный газ без запаха, являющийся одним из важных компонентов атмосферы. Как основной реагент фотосинтеза, концентрация углекислого газа напрямую связана с эффективностью фотосинтеза сельскохозяйственных культур и определяет рост и развитие, созревание, устойчивость к стрессам, качество и урожайность. Однако его чрезмерно высокое содержание не только вызывает различные эффекты, такие как парниковый эффект, но и представляет опасность для здоровья человека. При концентрации 0,3% у людей появляются сильные головные боли, а при 4-5% — головокружение. В помещениях, особенно в кондиционированных, воздух относительно герметичен. При длительном отсутствии вентиляции концентрация углекислого газа постепенно увеличивается, что вредно для здоровья человека. Согласно стандарту качества воздуха в помещениях, введенному в 2003 году, среднесуточное объемное содержание углекислого газа не должно превышать 0,1%. В связи с непрерывным развитием науки и техники, повышением уровня жизни населения и растущим вниманием к охране окружающей среды, количественный мониторинг и контроль содержания углекислого газа становятся все более востребованными. Датчики углекислого газа находят широкое применение во многих областях, таких как промышленность, сельское хозяйство, оборона, медицина и здравоохранение, охрана окружающей среды и аэрокосмическая промышленность.

Позвольте мне познакомить вас с принципом работы датчика углекислого газа . Любое вещество имеет свой характерный спектр ярких линий и соответствующий спектр поглощения, как и молекулы углекислого газа. Колебания кристаллической решетки керамического материала оказывают препятствующее воздействие на движение электронов. С повышением температуры колебания решетки усиливаются, и амплитуда увеличивается, что затрудняет усиление действия электронов. Согласно теории селективного поглощения газов, когда длина волны излучения источника света совпадает с длиной волны поглощения газа, происходит резонансное поглощение, и интенсивность поглощения связана с концентрацией газа. Концентрацию газа можно измерить, измеряя интенсивность поглощения света. В настоящее время существует множество типов датчиков углекислого газа. В зависимости от принципа действия они делятся на датчики теплопроводности, плотности, поглощения излучения, проводимости, химического поглощения, электрохимические, хроматографические, масс-спектрометрические, инфракрасные, оптические и другие. Инфракрасный абсорбционный датчик углекислого газа создан на основе принципа, согласно которому спектр поглощения газа изменяется в зависимости от вещества. Датчик углекислого газа управляет внутренней инфракрасной лампой, излучающей инфракрасный свет фиксированной длины волны через схему управления. После поглощения измеряемого газа амплитуда инфракрасного излучения изменяется, а затем концентрация измеряемого газа рассчитывается путем обнаружения этого изменения, то есть выходной сигнал датчика фильтруется, усиливается, собирается и преобразуется АЦП, а затем поступает на микропроцессор. Микропроцессорная система выполняет соответствующую обработку компенсации температуры и давления в соответствии с полученными данными о температуре и давлении и, наконец, рассчитывает значение концентрации углекислого газа и выводит его на дисплей. В основном используются такие методы, как спектроскопия поглощения с помощью перестраиваемых диодных лазеров, фотоакустическая спектроскопия, спектроскопия с усилением в резонаторе и недисперсионная инфракрасная спектроскопия. Инфракрасные абсорбционные датчики обладают многими преимуществами, такими как высокая чувствительность, высокая скорость анализа и хорошая стабильность.

Электрохимический датчик углекислого газа — это тип химического датчика, который преобразует концентрацию (или парциальное давление) углекислого газа в электрический сигнал посредством электрохимической реакции. В зависимости от регистрируемого электрического сигнала электрохимические датчики делятся на потенциальные, токовые и емкостные. По форме электролита существуют жидкие и твердые электролиты. С 1970-х годов и по настоящее время датчики углекислого газа с твердым электролитом привлекают внимание большинства научных исследователей. Принцип работы датчика углекислого газа с твердым электролитом заключается в том, что газочувствительный материал генерирует ионы при прохождении через газ, тем самым создавая электродвижущую силу, и измерение этой электродвижущей силы позволяет измерить объемную долю газа. Использование углекислого газа и других газов для создания датчика углекислого газа теплопроводящего типа также является первым датчиком для обнаружения углекислого газа. Однако его чувствительность низка. В датчике газа на основе поверхностных акустических волн пьезоэлектрический кристалл покрывается газочувствительной пленкой, которая избирательно адсорбирует определенный газ. Когда газочувствительная пленка взаимодействует с измеряемым газом, качество и адгезия пленки, а также изменения ее свойств, таких как эластичность и электропроводность, приводят к дрейфу частоты поверхностной акустической волны пьезоэлектрического кристалла, что позволяет определять концентрацию газа. Газовый датчик на основе поверхностных акустических волн является разновидностью датчика, чувствительного к массе. Кроме того, кварцевый микровесовой газовый датчик имеет аналогичный принцип работы, что также является датчиком, чувствительным к массе. Сам по себе датчик, чувствительный к массе, не обладает селективностью к газу или пару, а его селективность как химического датчика зависит только от природы материала поверхностного покрытия. В полупроводниковых газовых датчиках диоксида углерода используются полупроводниковые газовые датчики. Металлооксидные полупроводниковые газовые датчики диоксида углерода характеризуются быстрым откликом, высокой устойчивостью к воздействию окружающей среды и стабильной структурой.

Благодаря своим преимуществам в области систем экологического мониторинга и датчиков для OEM-производителей, эта технология стала очень популярной на рынке систем экологического мониторинга.
Получите экономически эффективные и профессиональные консультации по OEM-датчикам для вашего решения в компании Rika Sensors. Эксперты Hunan Rika Electronic Tech Co., Ltd — ваш лучший выбор!
Проблемы с системами экологического мониторинга не новы, почти каждый из нас сталкивается с ними в какой-то момент жизни, а некоторые так и не могут от них избавиться. Развитие технологий OEM-датчиков теперь предлагает идеальное решение этой проблемы.

Предоставьте специалистам по разработке сенсорных решений достаточно средств для надлежащего продвижения нашей компании, а также предлагаемых ею продуктов и услуг на рынке.
Последовательность и простота идут рука об руку. Это означает, что Rika Sensors должна соответствовать необходимым платформам, обращаться к нужным клиентам с правильным сообщением и продавать правильную идею.