Испытывали ли вы когда-нибудь головокружение или трудности с концентрацией внимания, находясь в помещении? Хотя стресс на работе и недостаток сна могут способствовать этому, скрытым виновником может быть повышенный уровень углекислого газа (CO₂). В отличие от формальдегида или дыма, CO₂ не имеет запаха и цвета, поэтому его невозможно обнаружить без специального оборудования. Поэтому выбор правильного датчика CO₂ имеет решающее значение для поддержания здорового качества воздуха в помещении.
Хотя все датчики CO₂ измеряют уровни концентрации, они значительно различаются по точности, сроку службы и помехоустойчивости. Понимание этих различий обеспечивает надежный мониторинг. Для критически важных сред, таких как мониторинг качества воздуха в помещении, лучше всего подходят недисперсионные инфракрасные датчики (NDIR), а металлооксидно-полупроводниковые датчики (MOS) могут подойти для промышленных условий, где стоимость имеет приоритет.
Датчики NDIR измеряют концентрацию CO₂ посредством поглощения инфракрасного света на длине волны 4,26 микрона, где молекулы CO₂ поглощаются наиболее сильно. Система состоит из:
- Источник инфракрасного света
- Газовая камера для анализа проб
- Инфракрасный детектор, измеряющий проходящий свет
- Электроника обработки сигналов, рассчитывающая концентрацию по закону Бера-Ламберта
- Высокая точность и долговременная стабильность
- Срок службы более 10 лет при минимальном обслуживании.
- Превосходная помехоустойчивость
- Широкий диапазон концентраций
- Более высокая первоначальная стоимость
- Больший физический след
- Потенциальные эффекты влажности/температуры, требующие периодической калибровки
- Мониторинг качества воздуха в помещении
- Оптимизация системы отопления, вентиляции и кондиционирования
- Контроль сельскохозяйственных теплиц
- Мониторинг промышленных процессов
Эти датчики измеряют содержание CO₂ посредством реакций в растворе электролита, которые изменяют электропроводность. CO₂ взаимодействует с щелочными электролитами, вызывая измеримые изменения тока, соответствующие уровням концентрации.
- Компактный размер для интеграции устройств
- Более низкая стоимость структуры
- Сниженная чувствительность к влажности/температуре
- Срок эксплуатации 1-2 года
- Восприимчивость к перекрестному взаимодействию газов
- Дрейф сигнала, требующий частой повторной калибровки
- Портативные детекторы безопасности
- Медицинский респираторный анализ
- Контроль процесса ферментации
Металлооксидные полупроводники меняют сопротивление под воздействием CO₂ при высоких температурах (200–400°C). Изменение сопротивления коррелирует с концентрацией газа.
- Простая конструкция
- Низкие производственные затраты
- Более низкая точность измерения
- Плохая селективность по отношению к другим газам.
- Высокое энергопотребление из-за необходимости обогрева
- Ограничено обнаружением высокой концентрации (> 2000 ppm)
- Системы обнаружения пожара
- Мониторинг промышленных выбросов
- Основные элементы управления вентиляцией
Для мониторинга качества воздуха в помещении датчики NDIR превосходят альтернативы благодаря:
- Точность при критически низких концентрациях (<1000 ppm)
- Десятилетний срок службы
- Невосприимчивость к перекрестным газовым помехам
- Минимальный дрейф сигнала
Хотя первоначальные затраты выше, долгосрочная надежность и точность NDIR оправдывают инвестиции в критически важные для здоровья среды. Промышленные пользователи могут рассмотреть возможность использования МОП-сенсоров для приложений с высокой концентрацией, где точность менее важна.
