Dwutlenek węgla jest gazem bezbarwnym i bezwonnym. Jest to jeden z najważniejszych składników atmosfery. Stężenie dwutlenku węgla, będącego głównym reagentem fotosyntezy, jest bezpośrednio związane z wydajnością fotosyntetyczną roślin uprawnych i determinuje wzrost i rozwój, etap dojrzałości, odporność na stres, jakość i plon roślin. Ale jego nadmiar nie tylko spowoduje efekt cieplarniany i inne skutki, ale także zaszkodzi zdrowiu ludzkiemu. Przy stężeniu 0,3% ludzie odczuwają zauważalny ból głowy, a przy stężeniu 4-5% odczuwają zawroty głowy. Środowisko wewnętrzne, szczególnie w pomieszczeniach klimatyzowanych, jest stosunkowo szczelne. Jeśli przez dłuższy czas nie będzie wentylacji, stężenie dwutlenku węgla będzie stopniowo wzrastać, co jest szkodliwe dla zdrowia ludzkiego. Zgodnie z wdrożoną w 2003 roku normą jakości powietrza w pomieszczeniach, wartość standardowa udziału objętościowego średniej dobowej zawartości dwutlenku węgla nie powinna przekraczać 0,1%.
Wraz z ciągłym rozwojem nauki i technologii, rosnącą poprawą poziomu życia ludzi i rosnącą uwagą, jaką ludzie poświęcają ochronie środowiska, ilościowemu monitorowaniu i kontroli gazowego dwutlenku węgla, stało się rosnące zapotrzebowanie w klimatyzacji, rolnictwie, leczeniu, motoryzacji i ochronie środowiska .Czujniki dwutlenku węgla znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle, rolnictwie, obronie narodowej, medycynie i zdrowiu, ochronie środowiska, lotnictwie i innych dziedzinach.
Poniżej przedstawiono zasadę działania czujnika dwutlenku węgla.
Każda substancja ma swoje charakterystyczne widmo jasnej linii i odpowiednio widma absorpcyjne, podobnie jak cząsteczki gazowego dwutlenku węgla. Wibracje sieci materiałów ceramicznych i ruch elektronów powodują efekt przeszkody, temperatura wzrasta, wibracje sieci są wzmacniane, zwiększa się amplituda, wzmacnia się działanie elektronów stanowiących przeszkodę. Zgodnie z teorią selektywnej absorpcji gazu, gdy długość fali emisji źródła światła pokrywa się z długością fali absorpcji gazu, nastąpi absorpcja rezonansowa, a jej intensywność absorpcji jest powiązana ze stężeniem gazu. Stężenie gazu można zmierzyć mierząc intensywność absorpcji światła.
Obecnie istnieje wiele rodzajów czujników dwutlenku węgla, w tym typ przewodności cieplnej, typ densytometru, typ absorpcji promieniowania, typ przewodności elektrycznej, typ absorpcji chemicznej, typ elektrochemiczny, typ chromatograficzny, typ widma masowego, typ optyczny na podczerwień i tak dalej.
Absorpcyjny czujnik gazu dwutlenku węgla w podczerwieni opiera się na zasadzie, że widmo absorpcji gazu zmienia się w zależności od substancji. Czujnik dwutlenku węgla poprzez sterowanie obwodem sterownika lampy na podczerwień w ustalonym paśmie podczerwieni, absorpcję badanego gazu, zmianę amplitudy światła podczerwonego, ponownie poprzez obliczenie kontrolne zmiany stężenia gazu, sygnał wyjściowy czujnika po filtrowaniu, ulepszone przetwarzanie i Zbieranie i konwersja ADC, wejście do mikroprocesora, system mikroprocesorowy zgodnie z zebranymi kompensuje odpowiednią temperaturę, ciśnienie, temperaturę, ciśnienie, ostatecznie oblicza wyjściową gęstość dwutlenku węgla do testowanego urządzenia wyświetlającego. Obejmuje głównie spektroskopię absorpcyjną przestrajalnego lasera diodowego, spektroskopię fotoakustyczną, spektroskopię wzmacniającą wnękę i niespektralną spektroskopię w podczerwieni. Czujnik absorpcji podczerwieni ma wiele zalet, wysoką czułość, dużą prędkość analizy, dobrą stabilność itp.
Elektrochemiczny czujnik gazu dwutlenku węgla to czujnik chemiczny, który przekształca stężenie (lub ciśnienie cząstkowe) dwutlenku węgla na sygnał elektryczny w drodze reakcji elektrochemicznej. Zgodnie z detekcją sygnałów elektrycznych typ elektrochemiczny dzieli się na typ potencjału, typ prądu i typ pojemności. Ze względu na postać elektrolitu wyróżnia się elektrolity ciekłe i elektrolity stałe. Od lat 70. XX wieku badacze szeroko interesują się czujnikami dwutlenku węgla z elektrolitem stałym. Zasada działania czujnika dwutlenku węgla z elektrolitem stałym polega na tym, że materiał wrażliwy na gaz wytwarza jony podczas przechodzenia przez gaz, tworząc w ten sposób siłę elektromotoryczną i mierząc siłę elektromotoryczną w celu pomiaru udziału objętościowego gazu.
Wykorzystując różną przewodność cieplną dwutlenku węgla i innych gazów, czujnik dwutlenku węgla jest również pierwszym używanym do wykrywania czujnika dwutlenku węgla. Ale jego czułość jest niska.
Powierzchniowy czujnik gazu z falą akustyczną (piłą) w powłoce kryształu piezoelektrycznego warstwa selektywnej adsorpcji gazu z folii wrażliwej na gaz, gdy folie wrażliwe na gaz oddziałują z badanym gazem, nadają jakość powłoki folii wrażliwej na gaz, takie jak lepkosprężystość i zmiany przewodności powodują dryf częstotliwości powierzchniowej fali akustycznej kryształu piezoelektrycznego w celu wykrycia stężenia gazu. Czujnik gazu powierzchniowej fali akustycznej (SAW) jest rodzajem czujnika wrażliwego na masę. Dodatkowo czujnik gazu z mikrowagą kwarcową działa na podobnej zasadzie jak czujnik SAW, zatem również należy do czujnika masowo wrażliwego. Sam czujnik masowy nie ma selektywności na gaz lub parę, a jego selektywność jako czujnika chemicznego zależy jedynie od właściwości substancji pokrywających powierzchnię.
Półprzewodnikowy czujnik gazu dwutlenku węgla WYKORZYSTUJE półprzewodnikowy czujnik gazu jako czujnika gazu, a półprzewodnikowy czujnik gazu dwutlenku węgla z tlenku metalu charakteryzuje się szybką reakcją, dużą odpornością na środowisko i stabilną strukturą.
Czas publikacji: 14 sierpnia 2020 r
