Kuldioxid er en farveløs og lugtfri gas. Det er en af de vigtigste komponenter i atmosfæren. Som den primære reaktant i fotosyntesen er koncentrationen af KULdioxid direkte relateret til afgrødernes fotosyntetiske effektivitet og bestemmer afgrødernes vækst og udvikling, modenhedsstadium, stressresistens, kvalitet og udbytte. Men for meget af det vil ikke kun forårsage drivhuseffekten og andre effekter, men også skade menneskers sundhed. Ved 0,3 procent oplever folk en mærkbar hovedpine, og ved 4-5 procent føler de sig svimmel. Indeklimaet, især i rum med aircondition, er relativt tæt. Hvis der ikke er ventilation i længere tid, vil koncentrationen af kuldioxid gradvist stige, hvilket er skadeligt for menneskers sundhed. I henhold til den indeklimastandard, der blev implementeret i 2003, bør standardværdien for volumenfraktionen af det gennemsnitlige daglige kuldioxidindhold ikke overstige 0,1 %.
Med den kontinuerlige udvikling af videnskab og teknologi, den stigende forbedring af folks levestandard og folks stigende opmærksomhed på miljøbeskyttelse, er kvantitativ overvågning og kontrol af kuldioxidgas blevet en stigende efterspørgsel inden for aircondition, landbrug, medicinsk behandling, bil- og miljøbeskyttelse.Kuldioxidsensorer anvendes i vid udstrækning inden for industri, landbrug, nationalt forsvar, medicin og sundhed, miljøbeskyttelse, luftfart og andre områder.
Funktionsprincippet for kuldioxidsensoren introduceres nedenfor.
Hvert stof har sit eget karakteristiske lysspektrum og tilsvarende absorptionsspektre, ligesom molekyler i kuldioxidgas. Gittervibrationen i keramiske materialer og elektronbevægelsen har en hindringseffekt, temperaturen stiger, gittervibrationen forstærkes, amplituden øges, og den hindrende elektronvirkning forstærkes. Ifølge teorien om gasselektiv absorption vil der forekomme resonansabsorption, når lyskildens emissionsbølgelængde falder sammen med gassens absorptionsbølgelængde, og dens absorptionsintensitet er relateret til gassens koncentration. Gassens koncentration kan måles ved at måle lysets absorptionsintensitet.
I øjeblikket findes der mange typer kuldioxidsensorer, herunder termisk ledningsevne, densitometer, strålingsabsorptionssensor, elektrisk ledningsevne, kemisk absorptionssensor, elektrokemisk sensor, kromatografisensor, massespektrumsensor, infrarød optisk sensor og så videre.
Infrarød absorptionssensor for kuldioxidgas er baseret på princippet om, at gassens absorptionsspektrum varierer med forskellige stoffer. Kuldioxidsensoren styres af et infrarødt lampedriverkredsløb inden for et fast infrarødt bånd. Absorptionen af den testede gas ændres, og amplituden af det infrarøde lys ændres. Gennem kontrolberegningen beregnes ændringen i gaskoncentrationen. Sensorens udgangssignal filtreres, forbedres behandlingen og ADC-opsamlingen og -konverteringen foretages. Input sendes til mikroprocessoren. Mikroprocessorsystemet kompenserer for den tilsvarende temperatur, tryk og temperatur i henhold til den indsamlede mængde, og beregner til sidst kuldioxiddensiteten, der sendes til den testede skærm. Den omfatter primært absorptionsspektroskopi med justerbar diodelaser, fotoakustisk spektroskopi, kavitetsforstærkningsspektroskopi og ikke-spektral infrarød spektroskopi. Den infrarøde absorptionssensor har mange fordele, såsom høj følsomhed, hurtig analysehastighed og god stabilitet.
En elektrokemisk KULdioxidgassensor er en kemisk sensor, der omdanner koncentrationen (eller partialtrykket) af kuldioxid til et elektrisk signal gennem en elektrokemisk reaktion. I henhold til detektionen af elektriske signaler er den elektrokemiske type opdelt i potentialtype, strømtype og kapacitanstype. I henhold til elektrolytformen er der flydende elektrolytter og faste elektrolytter. Siden 1970'erne har KULdioxidsensorer med fast elektrolyt været meget omtalt af forskere. Princippet bag KULdioxidsensorer med fast elektrolyt er, at det gasfølsomme materiale producerer ioner, når det passerer gennem gassen, hvorved den elektromotoriske kraft dannes og den elektromotoriske kraft måles for at måle gassens volumenfraktion.
Kuldioxidgassensoren, der udnytter den forskellige varmeledningsevne for KULdioxid og andre gasser, er også den første, der bruges til at detektere kuldioxidsensorer. Men dens følsomhed er lav.
Overfladeakustiske bølger (savgassensorer) i den piezoelektriske krystalbelægning et lag af selektiv adsorption af en gas i en gasfølsom film. Når de gasfølsomme film interagerer med den testede gas, ændres den gasfølsomme filmbelægnings kvalitet. Egenskaber som viskoelasticitet og ledningsevne ændres, hvilket forårsager, at den piezoelektriske krystals overfladeakustiske bølgefrekvens driver for at detektere gaskoncentrationen. Overfladeakustiske bølger (SAW) er en type massefølsom sensor. Derudover fungerer kvartskrystalmikrobalance-gassensoren efter et lignende princip som SAW-sensoren, så den hører også til den massefølsomme sensor. Den massefølsomme sensor har i sig selv ingen selektivitet over for gas eller damp, og dens selektivitet som en kemisk sensor afhænger kun af egenskaberne af overfladebelægningsstofferne.
Halvleder-kuldioxidgassensoren BRUGER halvledergassensoren som gassensor, og metaloxid-halvleder-kuldioxidgassensoren har egenskaber som hurtig respons, stærk miljøbestandighed og stabil struktur.
Opslagstidspunkt: 14. august 2020
