二氧化碳感測器

二氧化碳感測器

二氧化碳感測器是用於檢測二氧化碳濃度的機器。二氧化碳是綠色植物進行光合作用的原料之一,作物乾重的95%來自光合作用。因此,使用二氧化碳感測器控制濃度也就成為影響作物產量的重要因素。

基本介紹

  • 中文名:二氧化碳感測器
  • 外文名:Carbon Dioxide sensor
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簡介

二氧化碳感測器主要用於檢測空氣中的二氧化碳濃度。

需求

二氧化碳是一種無色無味的氣體,它是大氣重要組成成分之一。二氧化碳作為光合作用的主要反應物,其濃度大小直接關係到農作物的光合效率,決定著農作物的生長發育,成熟期,抗逆性,質量,產量等。但其含量過高除了會產生溫室效應等多種影響,還會危害人類的健康。當濃度達到0.3%時人們會出現明顯的頭痛,達到4%-5%時會感到眩暈室內環境尤其是在空調房間,環境相對密封,如果長時間不通風換氣,二氧化碳濃度會逐漸升高,對人體健康不利,根據2003年實施的室內空氣品質標準日平均二氧化碳含量體積分數標準值不超過0.1%。
二氧化碳感測器
防爆殼二氧化碳
二氧化碳感測器
工業壁掛二氧化碳

發展歷程

1850年,英國是全球最大的二氧化碳排放國,排放量幾乎是第二大排放國美國的6倍。此外,前五大排放國還包括法國、德國和比利時。2011年,中國成為世界最大的排放國,美國、印度、俄羅斯和日本緊隨其後。
為了解決二氧化碳所帶來的的環境污染,研發一款二氧化碳感測器是很有必要的。二氧化碳感測器主要檢測大氣環境中的二氧化碳成分。
國外已開發國家對吸收式氣體感測器技術的研究起步比較早:最早用光譜吸收式光纖感測技術進行氣體濃度測量研究的是日本 Tohoku 大學的 H . inaba 和K . Chan等人,在光纖透射視窗波段範圍內,作了一些氣體感測的基本研究。
1979 年,他們提出利用長距離光纖進行大氣污染檢測, 1983年,他們將LED作為寬頻光源,配合窄帶干涉濾光片,對甲烷在1331 . 2nm附近的光譜進行檢測,在這一系統中的氣室長度為0 . 5m,傳輸光纖為10km長的多模光纖,接收器件採用冰和甲醇混合製冷的鍺探測器,系統最小探測靈敏度為25% LEL (氣體爆炸下限)。其後, 1985年, H.Inaba 和 K . Chan 及 H.Ito等人又用InGaAs材料LED作為光源去對準甲烷在 1665.4 nm處的諧波吸收峰,系統最小探測靈敏度提高了一倍。
國內紅外吸收型二氧化碳氣體感測器的研究起步較晚,國內生產和使用的感測器主要是固體電解質式、鈦酸鋇複合氧化物電容式、電導變化型後膜式等,這些感測器存在許多不足之處:對氣體選擇性差、容易出現誤報,並且系統需要頻繁校準,使用壽命短等缺點。直到2005年中國非分光紅外(NDIR)氣體感測器技術研究才取得新進展,但是,其關鍵元件仍然需要進口。紅外氣體檢測技術在中國無論是在用新技術改造傳統產業,還是在替代進口各方向都有明顯優勢,套用範圍廣泛,具有明顯的經濟和社會效益

套用

二氧化碳感測器廣泛套用在工業、農業、國防、醫療衛生、環境保護、航空航天等多個領域。
蔬菜需二氧化碳濃度一般1000~1500ppm。因此,塑膠大棚內二氧化碳虧缺相當嚴重,成為影響塑膠大棚蔬菜產量的重要因素。在塑膠大棚中安裝二氧化碳感測器可以保證在二氧化碳濃度不足的情況下及時報警,從而使用氣肥。保證蔬菜、食用菌、鮮花、中藥等提早上市、高質高產。

分類

紅外二氧化碳感測器

該感測器利用非色散紅外(NDIR)原理對空氣中存在的CO2進行探測,具有很好的選擇性,無氧氣依賴性,廣泛套用於存在可燃性爆炸性氣體的各種場合。

催化二氧化碳感測器

是將現場檢測到的二氧化碳濃度轉換成標準4-20mA 電流信號輸出、廣泛套用於石油、化工、冶金、 煉化、燃氣輸配、生化醫藥及水處理等行業。

熱傳導二氧化碳感測器

混合氣體的總導熱係數隨待分析氣體含量的不同而改變的原理製成,由檢測元件和補償元件配對組成電橋的兩個臂,遇可燃性氣體時檢測元件電阻變小,遇非可燃性氣體時檢測元件電阻變大(空氣背景),橋路輸出電壓變數,該電壓變數隨氣體濃度增大而成正比例增大,補償元件起參比及溫度補償作用,主要套用場所在民用、工業現場的天然氣、液化氣、煤氣、烷類等可燃性氣體及汽油、醇、酮、苯等有機溶劑蒸汽的濃度檢測。

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