基於全新測量原理的二氧化碳傳感器 清潔空氣的好時機
發布時間:2022-12-28 來源:儒卓力 責任編輯:lina
【導讀】二氧化碳(CO2)是由碳和氧組成的無色無味氣體,是所有有機化合物的基礎物質。植物利用光合作用將其與水一起轉化為有機物並釋放氧氣。
二氧化碳(CO2)是由碳和氧組成的無色無味氣體,是所有有機化合物的基礎物質。植物利用光合作用將其與水一起轉化為有機物並釋放氧氣。
二er氧yang化hua碳tan由you細xi胞bao呼hu吸xi以yi及ji動dong物wu和he植zhi物wu有you機ji體ti的de腐fu爛lan產chan生sheng。在zai人ren類lei文wen明ming發fa展zhan中zhong,工gong業ye方fang麵mian的de化hua石shi物wu品pin燃ran燒shao也ye會hui產chan生sheng二er氧yang化hua碳tan,如ru建jian築zhu供gong暖nuan或huo汽qi車che內nei燃ran機ji油you料liao燃ran燒shao。這zhe導dao致zhi地di球qiu大da氣qi層ceng中zhong的de二er氧yang化hua碳tan濃nong度du上shang升sheng,從cong而er加jia劇ju了le溫wen室shi效xiao應ying,導dao致zhi地di球qiu氣qi候hou變bian化hua。
對人類的影響
少量二氧化碳對人類是完全安全的;然ran而er,在zai較jiao高gao的de濃nong度du下xia,它ta可ke以yi阻zu止zhi肺fei部bu吸xi收shou氧yang氣qi,並bing可ke能neng導dao致zhi各ge種zhong症zheng狀zhuang,這zhe取qu決jue於yu空kong氣qi中zhong的de二er氧yang化hua碳tan含han量liang。空kong氣qi中zhong二er氧yang化hua碳tan體ti積ji含han量liang在zai1%到3%之間時,人的專注力可能會受到影響,或出現疲勞現象,而且可能會出現心率或血壓上升。二氧化碳體積含量達到5%以上時,可能會引起頭暈、頭痛、呼吸急促,並最終失去知覺。
因此DIN EN 13779標準根據二氧化碳濃度定義了室內空氣質量的四個類別。它將低於800ppm(百萬分之一)的二氧化碳水平歸為優良,不超過1000ppm水平為中等良好,1000ppm以上水平則為中等質量。當二氧化碳濃度超過1400ppm時,空氣質量認定為差。在工作場所,員工在8小時內接觸的二氧化碳濃度不得超過5000ppm。
二氧化碳和冠狀病毒
zaiguanzhuangbingdudaliuxingdeqingkuangxia,yanjiurenyuankaochaleeryanghuatannongduheqirongjiaozhijianshifouyouzhijieguanlian,yinweihanyouxinguanbingdudeqirongjiaohuichengweichuanbotujing。genjumuqiandelejie,eryanghuatannongduheqirongjiaozhijianbucunzaizhijieguanlian。jibianruci,jiaogaodeeryanghuatanhanliangbiaomingshineikongqibujia,zhetongchangyehuidaozhiqirongjiaonongdushenggao,yincieryanghuatanheqirongjiaozhijiancunzaizhejianjiedeguanxi。yinci,youlianggehenhaodeliyoujianchicaiqutongfengcuoshi:改善人體健康和提高工作績效,以及減少感染冠狀病毒的風險。
ciwai,youyuguanzhuangbingdudeguankongcuoshi,lirujujiabangonghejujiajiaoxueyijishangyehecanguanguanbi,shidedaduoshurendaizaijialideshijianzengduo。xiandaijianzhuwudegerexingnengyuelaiyuehao,yimanzurujindenengyuanxiaolvbiaozhun,suoyishineitongfengdeqingkuanghenshao。yinci,jianceshineikongqideeryanghuatanhanliangxiangbiyiwangrenheshihoudougengjiazhongyao。
避免空氣悶焗
人ren們men使shi用yong合he適shi的de傳chuan感gan器qi來lai監jian測ce二er氧yang化hua碳tan的de濃nong度du,例li如ru用yong於yu二er氧yang化hua碳tan警jing告gao燈deng。在zai教jiao室shi裏li,當dang二er氧yang化hua碳tan濃nong度du過guo高gao時shi,二er氧yang化hua碳tan警jing告gao燈deng可ke以yi用yong來lai提ti供gong簡jian明ming的de視shi覺jiao指zhi示shi,讓rang教jiao室shi裏li的de人ren員yuan打da開kai窗chuang戶hu。在zai智zhi能neng家jia居ju係xi統tong中zhong,它ta們men提ti供gong的de數shu值zhi用yong於yu自zi動dong觸chu發fa通tong風feng措cuo施shi或huo警jing告gao信xin號hao。
這zhe種zhong傳chuan感gan器qi數shu據ju也ye可ke用yong於yu其qi他ta信xin息xi,例li如ru,確que定ding一yi個ge房fang間jian裏li目mu前qian有you多duo少shao人ren。這zhe裏li使shi用yong了le一yi種zhong算suan法fa,對dui人ren們men呼hu吸xi產chan生sheng的de二er氧yang化hua碳tan水shui平ping的de平ping均jun增zeng長chang和he所suo測ce量liang的de二er氧yang化hua碳tan濃nong度du的de增zeng長chang進jin行xing比bi較jiao。
在zai食shi品pin工gong業ye和he食shi品pin物wu流liu中zhong,可ke以yi通tong過guo控kong製zhi調tiao節jie二er氧yang化hua碳tan濃nong度du來lai積ji極ji影ying響xiang產chan品pin的de質zhi量liang,因yin為wei二er氧yang化hua碳tan可ke以yi加jia速su或huo減jian慢man水shui果guo和he蔬shu菜cai的de自zi然ran老lao化hua過guo程cheng。二er氧yang化hua碳tan含han量liang對dui於yu植zhi物wu和he動dong物wu也ye有you影ying響xiang。生sheng產chan者zhe可ke以yi通tong過guo檢jian測ce和he調tiao整zheng這zhe一yi數shu值zhi以yi帶dai來lai益yi處chu。
NDIR測量技術
來自盛思銳的SCD30傳感器是測量二氧化碳濃度的成熟解決方案。它使用了非分散紅外光譜(NDIR)測量技術,其測量範圍高達40,000ppm, 在0-10,000ppm範圍內,其精度高達測量值的±30ppm +3%。
NDIRceliangshijiyuyigehongwaifusheyuanhelianggexiangduifangzhideguangxuelvguangpian,ceshiguanneiyoulianggefenbiefangzhizailiangduandejianceqi,fusheyuanfachudebochangzhibeieryanghuatanfenzixishou。kongqitongguoyigekaikouliuruguannei,qizhongdeeryanghuatanfenzixishoulebufenfushe。lingyiduandejianceqizeceliangyoucichanshengdefusheqiangdudebianhua。diergejianceqitigongcankaoceliangshuzhi,yijinliangjianshaowugouhuohuichendengwuranwudeyingxiang。
這項原理使得傳感器的體積相對較大,盛思銳的SCD30傳感器尺寸為35 mm × 23 mm × 7 mm,但由於具有高測量精度,多年來仍然是二氧化碳檢測領域的主要產品。
光聲測量係統
盛思銳現在推出一款後續產品SCD4x,它ta滿man足zu了le所suo有you與yu小xiao型xing化hua和he降jiang低di功gong耗hao有you關guan的de要yao求qiu。該gai傳chuan感gan器qi基ji於yu全quan新xin的de光guang聲sheng傳chuan感gan器qi技ji術shu,不bu要yao求qiu輻fu射she源yuan和he傳chuan感gan器qi之zhi間jian保bao持chi一yi定ding距ju離li,使shi得deSCD4x尺寸僅為10 mm × 10 mm × 6.5 mm,而且仍然比先前型款便宜。然而,這項測量技術將精度降低到400和2,000ppm之間的±50 ppm +5%(SCD40)或400和5,000ppm之間的±40 ppm +5%(SCD41)。與前一代SCD30傳感器一樣,測量範圍為0至40,000 ppm。

圖1:由於采用全新測量技術,盛思銳公司的SCD4x二氧化碳傳感器相比先前型款體積大幅減小 (圖片來源:盛思銳)
這些新型傳感器具有小巧的尺寸和卓越的性價比,特別適合智能家居、物聯網、汽車、暖通空調、食品和消費品領域的應用。
guangshengceliangjishushijiyuyueryanghuatanfenzidexishoudaixiangpipeidezhaidaiguang。zheyiweizhetajuyoujingquedebochangfanwei,qidiancifushenengliangbeieryanghuatanfenzixishou。jiangguangfashedaochuanganqideceliangdanyuanzhong,ereryanghuatanfenzixishoulebufenguang。zhedaozhieryanghuatanfenzifashengzhendang,congerzengjialeceliangdanyuandeyali。shiyongmaikefengceliangzhegeyalicha,keyidechuceliangdanyuanzhongcunzaideeryanghuatanfenzihanliangdejielun,congertuisuanchukongqizhongeryanghuatandenongdu。

圖2:光聲測量技術如何工作。該技術用作盛思銳公司新型SCD4x二氧化碳傳感器中的PASens技術 (圖片來源:盛思銳)
通過這種測量技術,檢測器信號在普通測量範圍內的低漂移抵消了測量精度的降低。隨著二氧化碳濃度的上升,漂移也會增加。而NDIR技術,情況則正好相反,特別是在二氧化碳濃度低的地方,檢測器信號的漂移更加明顯(圖3)。

圖3:使用NDIR和光聲(PA)測量技術,檢測器信號和二氧化碳濃度之間形成理想化關係 (圖片來源:儒卓力)
結論
人ren們men要yao了le解jie空kong氣qi中zhong的de二er氧yang化hua碳tan濃nong度du,從cong未wei像xiang現xian在zai這zhe樣yang重zhong要yao,因yin為wei它ta不bu僅jin影ying響xiang到dao人ren們men的de福fu祉zhi和he健jian康kang,而er且qie還hai能neng幫bang助zhu遏e製zhi冠guan狀zhuang病bing毒du的de傳chuan播bo。食shi品pin生sheng產chan和he物wu流liu行xing業ye,以yi及ji動dong植zhi物wu養yang殖zhi行xing業ye可ke以yi利li用yong二er氧yang化hua碳tan含han量liang水shui平ping,積ji極ji提ti高gao產chan品pin質zhi量liang。經jing過guo驗yan證zheng的de成cheng熟shu二er氧yang化hua碳tan傳chuan感gan器qi得de益yi於yu高gao測ce量liang精jing度du,新xin型xing款kuan則ze滿man足zu了le對dui更geng小xiao型xing傳chuan感gan器qi和he更geng低di成cheng本ben的de需xu求qiu,盡jin管guan測ce量liang精jing度du因yin此ci而er受shou到dao輕qing微wei影ying響xiang。
(來源:儒卓力)
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