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二氧化碳传感器的分类及原理

更新时间: 2023-01-07 10:56 来源: 二氧化碳传感器厂家 编辑: 二氧化碳传感器模块 阅览: ↻ 新闻资讯
 
二氧化碳是一种无色无味的气体,是大气的重要成分之一。二氧化碳作为光合作用的主要反应物,其浓度直接关系到作物的光合效率,决定着作物的生长、成熟、抗逆性、品质和产量。但其含量过高不仅会产生温室效应等效应,还会危害人体健康。浓度达到0.3%时,人会有明显的头痛,达到4%-5%时,会有头晕的感觉。室内环境,尤其是空调房,相对密封。如果长时间不通风,二氧化碳的浓度会逐渐升高,对人体健康有害。根据2003年实施的室内空气质量标准,日均值二氧化碳含量体积分数的标准值小于0.1%。
 
随着科学技术的不断发展,人民生活水平的提高以及人们对环境保护的日益重视,定量监测和控制二氧化碳 gas已成为空调、农业、医疗、汽车、环保等领域日益增长的需求。
 
二氧化碳传感器广泛应用于工业、农业、国防、医疗卫生、环境保护、航空航天等诸多领域。
 
二氧化碳传感器的分类和原理
 
下面是二氧化碳传感器的工作原理。
 
每种物质都有其特有的亮线光谱,以及相应的吸收光谱,就像二氧化碳气体分子一样。陶瓷材料的晶格振动对电子的运动有阻碍作用。温度升高,晶格振动和振幅增大,电子的阻挡作用增强。根据气体选择性吸收理论,当光源的发射波长与气体的吸收波长重合时,就会发生共振吸收,其吸收强度与气体的浓度有关。可以通过测量光的吸收强度来测量气体的浓度。
 
二氧化碳传感器的分类和原理
 
 
目前二氧化碳传感器有很多种,包括热导、密度计、辐射吸收、电导、化学吸收、电化学、色谱、质谱、红外光学等等。
 
红外吸收二氧化碳气体传感器基于气体的吸收光谱随不同物质而变化的原理。二氧化碳传感元件通过驱动电路控制内部红外灯发出固定波段的红外光,红外光被待测气体吸收后振幅发生变化。然后通过检测其变化计算出待测气体的浓度,即传感器元件输出的信号经过滤波、放大、ADC采集和转换后输入到微处理器。微处理器系统根据采集的温度和压力进行相应的温度和压力补偿,最终计算出待测的/kloc-。主要有可调谐二极管激光吸收光谱、光声光谱、腔增强光谱和非光谱红外光谱。红外吸收传感器具有灵敏度高、分析速度快、稳定性好等优点。
 
电化学二氧化碳气体传感器是一种通过电化学反应将二氧化碳的浓度(或分压)转化为电信号的化学传感器。根据检测到的电信号,电化学类型分为电位型、电流型和电容型。按照电解液的形态,有液体电解液和固体电解液。自20世纪70年代以来,固体电解质二氧化碳传感器一直受到研究者的关注。固体电解质二氧化碳传感器的原理是气敏材料通过气体时产生离子,从而形成电动势,通过测量电动势来测量气体体积分数。
 
用二氧化碳制作的不同于其他气体导热系数的导热系数二氧化碳气体传感器也是最早用于检测二氧化碳的传感器。但其灵敏度较低。
 
声表面波气体传感器在压电晶体上覆盖一层选择性吸附某种气体的气敏薄膜。当气敏膜与待测气体相互作用时,气敏膜的膜质、粘弹性、电导率等特性发生变化,导致压电晶体的声表面波频率发生漂移,从而检测出气体浓度。SAW气体传感器是一种质量敏感型传感器,应时晶体微天平气体传感器在工作原理上与SAW传感器相似,也是一种质量敏感型传感器。质量敏感传感器本身对气体或蒸汽没有选择性,其作为化学传感器的选择性仅取决于表面涂层材料的性质。
 
半导体二氧化碳气体传感器是利用半导体气体传感器作为敏感元件的气体传感器。金属氧化物半导体二氧化碳气体传感器具有响应速度快、抗环境能力强、结构稳定等特点。

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