Kohlendioxid ist ein farb- und geruchloses Gas.Es ist einer der wichtigsten Bestandteile der Atmosphäre.Als Hauptreaktant der Photosynthese steht die Konzentration von Kohlendioxid in direktem Zusammenhang mit der photosynthetischen Effizienz von Nutzpflanzen und bestimmt das Wachstum und die Entwicklung, den Reifegrad, die Stressresistenz, die Qualität und den Ertrag von Nutzpflanzen.Aber zu viel davon wird nicht nur den Treibhauseffekt und andere Effekte hervorrufen, sondern auch die menschliche Gesundheit schädigen.Bei 0,3 Prozent verspüren die Betroffenen spürbare Kopfschmerzen, bei 4 bis 5 Prozent verspüren sie Schwindelgefühle.Das Raumklima, insbesondere in klimatisierten Räumen, ist relativ abgedichtet.Wenn längere Zeit keine Belüftung erfolgt, steigt die Kohlendioxidkonzentration allmählich an, was gesundheitsschädlich ist.Gemäß der 2003 eingeführten Raumluftqualitätsnorm sollte der Standardwert des Volumenanteils des durchschnittlichen täglichen Kohlendioxidgehalts 0,1 % nicht überschreiten.
Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung von Wissenschaft und Technologie, der zunehmenden Verbesserung des Lebensstandards der Menschen und der zunehmenden Aufmerksamkeit der Menschen für den Umweltschutz ist die quantitative Überwachung und Kontrolle von Kohlendioxidgas zu einem zunehmenden Bedarf in den Bereichen Klimatisierung, Landwirtschaft, medizinische Behandlung, Automobil und Umweltschutz geworden .Kohlendioxidsensoren werden häufig in der Industrie, Landwirtschaft, Landesverteidigung, Medizin und Gesundheit, Umweltschutz, Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen eingesetzt.
Im Folgenden wird das Funktionsprinzip des Kohlendioxidsensors vorgestellt.
Jede Substanz hat ihr eigenes charakteristisches helles Linienspektrum und entsprechende Absorptionsspektren, ebenso wie Kohlendioxidgasmoleküle.Die Gitterschwingung keramischer Materialien und die Elektronenbewegung wirken hinderlich, die Temperatur steigt, die Gitterschwingung wird verstärkt, die Amplitude wird erhöht, die hinderliche Elektronenwirkung wird verstärkt.Gemäß der Theorie der gasselektiven Absorption kommt es zu einer Resonanzabsorption, wenn die Emissionswellenlänge der Lichtquelle mit der Absorptionswellenlänge des Gases übereinstimmt, und ihre Absorptionsintensität hängt von der Konzentration des Gases ab.Die Konzentration des Gases kann durch Messung der Absorptionsintensität des Lichts gemessen werden.
Derzeit gibt es viele Arten von Kohlendioxidsensoren, darunter Wärmeleitfähigkeitssensoren, Densitometertypen, Strahlungsabsorptionssensoren, elektrische Leitfähigkeitssensoren, chemische Absorptionssensoren, elektrochemische Sensoren, Chromatographietypen, Massenspektrumsensoren, optische Infrarotsensoren usw.
Der Infrarot-Absorptions-Kohlendioxid-Gassensor basiert auf dem Prinzip, dass das Absorptionsspektrum von Gas je nach Substanz variiert.Kohlendioxidsensor durch Infrarotlampen-Treiberschaltungssteuerung innerhalb eines festen Infrarotbandes, Absorption des zu testenden Gases, Änderung der Infrarotlichtamplitude, wiederum durch die Kontrollberechnung für die Änderung der Gaskonzentration, Sensorausgangssignal nach Filterung, verbesserte Verarbeitung usw ADC-Sammlung und -Konvertierung, Eingabe in den Mikroprozessor, kompensieren das Mikroprozessorsystem entsprechend der gesammelten Temperatur, des Drucks, der Temperatur und des Drucks und berechnen schließlich die Kohlendioxiddichte, die an ein zu testendes Anzeigegerät ausgegeben wird.Es umfasst hauptsächlich abstimmbare Diodenlaser-Absorptionsspektroskopie, photoakustische Spektroskopie, Hohlraumverstärkungsspektroskopie und nicht-spektrale Infrarotspektroskopie.Der Infrarot-Absorptionssensor bietet viele Vorteile, hohe Empfindlichkeit, schnelle Analysegeschwindigkeit, gute Stabilität usw.
Ein elektrochemischer Kohlendioxid-Gassensor ist ein chemischer Sensor, der die Konzentration (oder den Partialdruck) von Kohlendioxid durch eine elektrochemische Reaktion in ein elektrisches Signal umwandelt.Entsprechend der Erkennung elektrischer Signale wird der elektrochemische Typ in Potentialtyp, Stromtyp und Kapazitätstyp unterteilt.Je nach Elektrolytform gibt es flüssige Elektrolyte und feste Elektrolyte.Seit den 1970er Jahren sind Festelektrolyt-Kohlendioxidsensoren in der Forschung weit verbreitet.Das Prinzip des Festelektrolyt-Kohlendioxidsensors besteht darin, dass das gasempfindliche Material beim Durchgang durch das Gas Ionen erzeugt, wodurch die elektromotorische Kraft entsteht und die elektromotorische Kraft gemessen wird, um den Volumenanteil des Gases zu messen.
Der Kohlendioxid-Gassensor nutzt die unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit von Kohlendioxid und anderen Gasen und ist auch der erste Sensor, der zur Erkennung von Kohlendioxid verwendet wird.Aber seine Empfindlichkeit ist gering.
Oberflächenakustische Wellen (Säge)-Gassensor im piezoelektrischen Kristall, der eine Schicht der selektiven Adsorption eines Gases eines gasempfindlichen Films beschichtet. Wenn der gasempfindliche Film mit dem zu testenden Gas interagiert, wird die Qualität der gasempfindlichen Filmbeschichtung, ihr Charakter wie Viskoelastizität usw. bestimmt Leitfähigkeitsänderungen führen dazu, dass die Oberflächenwellenfrequenz des piezoelektrischen Kristalls driftet, um die Konzentration des Gases zu erfassen.Der Oberflächenwellen-Gassensor (SAW) ist eine Art massenempfindlicher Sensor.Darüber hinaus funktioniert der Quarzkristall-Mikrowaagen-Gassensor nach einem ähnlichen Prinzip wie der SAW-Sensor, gehört also ebenfalls zu den massenempfindlichen Sensoren.Der massenempfindliche Sensor selbst hat keine Selektivität gegenüber Gas oder Dampf und seine Selektivität als chemischer Sensor hängt nur von den Eigenschaften der Oberflächenbeschichtungsstoffe ab.
Der Halbleiter-Kohlendioxid-Gassensor verwendet den Halbleiter-Gassensor als Gassensor, und der Metalloxid-Halbleiter-Kohlendioxid-Gassensor zeichnet sich durch schnelle Reaktion, starke Umweltbeständigkeit und stabile Struktur aus.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 14. August 2020
