Oxid uhličitý je bezbarvý plyn bez zápachu. Je jednou z nejdůležitějších složek atmosféry. Jako hlavní reaktant fotosyntézy je koncentrace oxidu uhličitého přímo úměrná fotosyntetické účinnosti plodin a určuje růst a vývoj, stádium zralosti, odolnost vůči stresu, kvalitu a výnos plodin. Příliš mnoho oxidu uhličitého však nejen vyvolá skleníkový efekt a další účinky, ale také poškozuje lidské zdraví. Při 0,3 procenta lidé pociťují znatelné bolesti hlavy a při 4–5 procentech se jim točí hlava. Vnitřní prostředí, zejména v klimatizovaných místnostech, je relativně uzavřené. Pokud není delší dobu větráno, koncentrace oxidu uhličitého se postupně zvyšuje, což je škodlivé pro lidské zdraví. Podle normy kvality vnitřního ovzduší zavedené v roce 2003 by standardní hodnota objemového podílu průměrného denního obsahu oxidu uhličitého neměla překročit 0,1 %.
S neustálým rozvojem vědy a techniky, rostoucím zlepšováním životní úrovně lidí a rostoucí pozorností lidí věnovanou ochraně životního prostředí se kvantitativní monitorování a kontrola oxidu uhličitého stala rostoucí poptávkou v oblasti klimatizace, zemědělství, lékařské péče, automobilového průmyslu a ochrany životního prostředí.Senzory oxidu uhličitého se široce používají v průmyslu, zemědělství, národní obraně, lékařství a zdravotnictví, ochraně životního prostředí, letectví a kosmonautice a dalších oblastech.
Princip fungování senzoru oxidu uhličitého je uveden níže.
Každá látka má své vlastní charakteristické spektrum světlých čar a odpovídající absorpční spektrum, stejně jako molekuly oxidu uhličitého. Mřížkové vibrace keramických materiálů a pohyb elektronů mají překážkový efekt, teplota stoupá, mřížkové vibrace se zesilují, zvyšuje se amplituda a zesiluje se působení překážkových elektronů. Podle teorie selektivní absorpce plynu, když se emisní vlnová délka světelného zdroje shoduje s absorpční vlnovou délkou plynu, dochází k rezonanční absorpci a její intenzita absorpce souvisí s koncentrací plynu. Koncentraci plynu lze měřit měřením absorpční intenzity světla.
V současné době existuje mnoho druhů senzorů oxidu uhličitého, včetně senzorů tepelné vodivosti, denzitometrů, senzorů radiační absorpce, senzorů elektrické vodivosti, senzorů chemické absorpce, elektrochemických senzorů, chromatografů, senzorů hmotnostního spektra, infračervených optických senzorů a tak dále.
Infračervený absorpční senzor oxidu uhličitého je založen na principu, že absorpční spektrum plynu se mění v závislosti na látkách. Senzor oxidu uhličitého je řízen obvodem budiče infračervené lampy v pevném infračerveném pásmu. Absorpce testovaného plynu, změna amplitudy infračerveného světla, opět prostřednictvím kontrolního výpočtu změny koncentrace plynu, výstupní signál senzoru po filtrování, vylepšeném zpracování a sběru a převodu ADC, vstup do mikroprocesoru, mikroprocesorový systém podle shromážděných dat kompenzuje odpovídající teplotu, tlak, teplotu a tlak a nakonec vypočítá hustotu oxidu uhličitého na výstupu testovaného zobrazovacího zařízení. Zahrnuje především laditelnou diodovou laserovou absorpční spektroskopii, fotoakustickou spektroskopii, spektroskopii s vylepšením dutiny a nespektrální infračervenou spektroskopii. Infračervený absorpční senzor má mnoho výhod, vysokou citlivost, vysokou rychlost analýzy, dobrou stabilitu atd.
Elektrochemický senzor oxidu uhličitého je chemický senzor, který převádí koncentraci (nebo parciální tlak) oxidu uhličitého na elektrický signál prostřednictvím elektrochemické reakce. Podle detekce elektrických signálů se elektrochemický typ dělí na potenciálový, proudový a kapacitní. Podle typu elektrolytu existují kapalné a pevné elektrolyty. Senzory oxidu uhličitého s pevným elektrolytem jsou předmětem širokého zájmu výzkumníků od 70. let 20. století. Princip senzoru oxidu uhličitého s pevným elektrolytem spočívá v tom, že materiál citlivý na plyn produkuje ionty při průchodu plynem, čímž vytváří elektromotorickou sílu a měří elektromotorickou sílu, čímž se měří objemový podíl plynu.
Díky odlišné tepelné vodivosti oxidu uhličitého a dalších plynů je senzor oxidu uhličitého také prvním senzorem používaným k detekci oxidu uhličitého. Jeho citlivost je však nízká.
Plynový senzor s povrchovou akustickou vlnou (SAW) v piezoelektrickém krystalovém povlaku tvoří vrstvu selektivní adsorpce plynu na plynocitlivé fólii. Když plynocitlivá fólie interaguje s testovaným plynem, mění se kvalita plynocitlivé fólie, její vlastnosti, jako je viskoelasticita a vodivost, což způsobuje drift frekvence povrchové akustické vlny piezoelektrického krystalu a detekuje koncentraci plynu. Plynový senzor s povrchovou akustickou vlnou (SAW) je druh hmotnostně citlivého senzoru. Mikrováhový senzor s křemenným krystalem navíc pracuje na podobném principu jako SAW senzor, takže také patří k hmotnostně citlivým senzorům. Hmotnově citlivý senzor sám o sobě nemá selektivitu vůči plynům ani párám a jeho selektivita jako chemického senzoru závisí pouze na vlastnostech látek v povrchové vrstvě.
Polovodičový senzor oxidu uhličitého POUŽÍVÁ polovodičový senzor jako senzor plynu a senzor oxidu uhličitého na bázi kovového oxidu se vyznačuje rychlou odezvou, silnou odolností vůči vlivům prostředí a stabilní strukturou.
Čas zveřejnění: 14. srpna 2020
