Ugljični dioksid je plin bez boje i mirisa. Jedan je od najvažnijih sastojaka atmosfere. Kao glavni reaktant fotosinteze, koncentracija UGLJIČNOG dioksida direktno je povezana s fotosintetskom efikasnošću usjeva i određuje rast i razvoj, fazu zrelosti, otpornost na stres, kvalitet i prinos usjeva. Ali previše ugljičnog dioksida ne samo da će proizvesti efekt staklene bašte i druge efekte, već će i naštetiti ljudskom zdravlju. Pri 0,3 posto, ljudi osjećaju primjetnu glavobolju, a pri 4-5 posto osjećaju vrtoglavicu. Unutrašnji prostor, posebno u klimatiziranim prostorijama, relativno je zatvoren. Ako dugo nema ventilacije, koncentracija ugljičnog dioksida će se postepeno povećavati, što je štetno za ljudsko zdravlje. Prema standardu kvalitete zraka u zatvorenom prostoru koji je uveden 2003. godine, standardna vrijednost volumskog udjela prosječnog dnevnog sadržaja ugljičnog dioksida ne smije prelaziti 0,1%.
S kontinuiranim razvojem nauke i tehnologije, sve većim poboljšanjem životnog standarda ljudi i sve većom pažnjom ljudi posvećenom zaštiti okoliša, kvantitativno praćenje i kontrola ugljičnog dioksida postali su sve veća potražnja u klimatizaciji, poljoprivredi, medicinskom tretmanu, automobilskoj industriji i zaštiti okoliša.Senzori ugljičnog dioksida se široko koriste u industriji, poljoprivredi, nacionalnoj odbrani, medicini i zdravstvu, zaštiti okoliša, zrakoplovstvu i drugim oblastima.
Princip rada senzora ugljičnog dioksida predstavljen je u nastavku.
Svaka supstanca ima svoj karakteristični spektar svijetlih linija, a shodno tome i apsorpcijski spektar, kao i molekule ugljičnog dioksida. Vibracije rešetke keramičkih materijala i kretanje elektrona imaju efekat prepreke, temperatura raste, vibracije rešetke se pojačavaju, amplituda se povećava, a djelovanje elektrona prepreke se pojačava. Prema teoriji selektivne apsorpcije gasa, kada se talasna dužina emisije izvora svjetlosti poklapa sa talasnom dužinom apsorpcije gasa, dolazi do rezonantne apsorpcije, a intenzitet apsorpcije je povezan sa koncentracijom gasa. Koncentracija gasa se može mjeriti mjerenjem intenziteta apsorpcije svjetlosti.
Trenutno postoji mnogo vrsta senzora ugljičnog dioksida, uključujući tip toplinske provodljivosti, tip denzitometara, tip apsorpcije zračenja, tip električne provodljivosti, tip kemijske apsorpcije, elektrokemijski tip, tip kromatografije, tip masenog spektra, infracrveni optički tip i tako dalje.
Infracrveni apsorpcijski senzor ugljičnog dioksida zasniva se na principu da se apsorpcijski spektar plina mijenja u zavisnosti od supstance. Senzor ugljičnog dioksida kontrolira se pomoću kola upravljačkog sklopa infracrvene lampe unutar fiksnog infracrvenog pojasa. Apsorpcija testiranog plina, promjena amplitude infracrvene svjetlosti, ponovno se izračunava provjerom promjene koncentracije plina. Izlazni signal senzora nakon filtriranja, poboljšane obrade i ADC prikupljanja i konverzije, ulazi u mikroprocesor. Mikroprocesorski sistem kompenzira odgovarajuću temperaturu, pritisak i konačno izračunava gustoću ugljičnog dioksida koja se prikazuje na testiranom uređaju za prikaz. Uglavnom uključuje apsorpcijsku spektroskopiju s podesivim diodnim laserom, fotoakustičnu spektroskopiju, spektroskopiju poboljšanja šupljine i nespektralnu infracrvenu spektroskopiju. Infracrveni apsorpcijski senzor ima mnoge prednosti, visoku osjetljivost, brzu analizu, dobru stabilnost itd.
Elektrohemijski senzor UGLJIK-dioksida je hemijski senzor koji pretvara koncentraciju (ili parcijalni pritisak) ugljik-dioksida u električni signal putem elektrohemijske reakcije. Prema detekciji električnih signala, elektrohemijski tip se dijeli na potencijalni tip, strujni tip i kapacitivni tip. Prema obliku elektrolita, postoje tečni elektroliti i čvrsti elektroliti. Od 1970-ih, senzori UGLJIK-dioksida sa čvrstim elektrolitima su predmet velike pažnje istraživača. Princip rada senzora UGLJIK-dioksida sa čvrstim elektrolitima je da materijal osjetljiv na gas proizvodi ione kada prolazi kroz gas, formirajući tako elektromotornu silu i mjereći elektromotornu silu kako bi se izmjerio volumenski udio gasa.
Koristeći različitu toplinsku provodljivost UGLJIK-dioksida i drugih plinova, senzor ugljik-dioksida je također prvi koji se koristi za detekciju ugljik-dioksida. Međutim, njegova osjetljivost je niska.
Senzor površinskog akustičnog talasa (SAW) u piezoelektričnom kristalnom premazu predstavlja sloj selektivne adsorpcije gasa na gasoosjetljivom filmu. Kada gasoosjetljivi filmovi interaguju sa testiranim gasom, mijenjaju se karakteristike gasoosjetljivog filma, kao što su viskoelastičnost i provodljivost, što uzrokuje pomjeranje frekvencije površinskog akustičnog talasa piezoelektričnog kristala, što detektuje koncentraciju gasa. Senzor površinskog akustičnog talasa (SAW) je vrsta senzora osjetljivog na masu. Osim toga, senzor gasa sa kvarcnim kristalom i mikrobalansom radi na sličnom principu kao i SAW senzor, tako da i on spada u senzore osjetljive na masu. Sam senzor osjetljiv na masu nema selektivnost prema gasu ili pari, a njegova selektivnost kao hemijskog senzora zavisi samo od svojstava supstanci površinskog premaza.
Poluprovodnički senzor ugljičnog dioksida KORISTI poluprovodnički senzor kao senzor plina, a metal-oksidni poluprovodnički senzor ugljičnog dioksida ima karakteristike brzog odziva, jake otpornosti na okolinu i stabilne strukture.
Vrijeme objave: 14. avg. 2020.
