co2传感器原理 二氧化碳传感器的分类及其原理

二氧化碳传感器的分类及其原理

　　二氧化碳传感器的分类

　　在工业、农业等环境无线数据采集、传输、监测中，气体传感器是使用比较多的传感器设备，其中二氧化碳传感器是市场上最常用的。下面介绍二氧化碳传感器的分类。

　　1、热导池二氧化碳传感器

　　热导池二氧化碳传感器是一种利用二氧化碳气体的热导率进行出来的设备，当两个和多个气体的热导率差别较大时，可以利用热导元件，分辨其中一个组分的含量，当然，这种设备不仅在测量二氧化碳气体浓度方面，在测量氢气以及某些稀有气体方面也可以使用，不过由于某些特定原因（如技术封锁等），这种设备在国内的煤矿中也不多见。

　　2、催化剂二氧化碳传感器

　　催化剂二氧化碳传感器是一种以催化剂作为基本元件的二氧化碳传感器。它利用在特定型号的电阻表面的催化剂涂层，在一定的温度下，可燃性气体在其表面催化燃烧来作为二氧化碳传感器的出来原理，所以人们将这种二氧化碳传感器也成为热燃烧式传感器。

　　3、半导体二氧化碳传感器

　　半导体二氧化碳传感器是一种早期的气体出来仪器，它通过一些比较原始的结构，利用利用金属氧化物半导体材料，与特定的气体环境中的一定温度下发生的电阻或者电流波动在一定的温度下产生的电流波动的原理进行出来的，有着这种设备极易受到温度的变化的影响，所以目前已经被业界淘汰。

　　4、固体电解质二氧化碳传感器

　　TGS4161固体电解质CO2传感器是一种新的小型化，低能耗的固态电解质CO2传感器，其检测范围从350—10000PPM。是理想的家居空气质量控制元件。对CO2有良好的灵敏度和选择性，受温湿度的变化影响较小。具有良好的稳定性、再现性。

　　5、电化学二氧化碳传感器

　　电化学二氧化碳传感器，其实可以算作是催化剂传感器的一个分支，二氧化碳传感器利用一些气

　　体的电化学活性原理，让二氧化碳气体和传感器的感应部件的这些反应，可以分辨二氧化碳在大气中的相关参数，当然这种传感器目前比较常见。

　　6、红外二氧化碳传感器

　　这类二氧化碳传感器模块是一个智能通用型、小型传感器，利用非色散红外（NDIR）原理对空气中存在的CO2进行探测，具有很好的选择性和无氧气依赖性，寿命长。内置温度补偿；同时具有数字输出与模拟电压输出，方便使用。该二氧化碳传感器是将成熟的红外吸收气体检测技术与精密光路设计、精良电路设计紧密结合而制作出的高性能。

　　该传感器可用于智能家居，农业大棚及畜牧业的生产过程监控。

　　二氧化碳传感器原理

　　二氧化碳传感器是一种气体检测仪器，主要用于测量空气中二氧化碳的含量，当二氧化碳的含量过多或是过少时，二氧化碳传感器就会发出警报，人们根据它的提示就会及时采取相应措施来调整大气质量，满足人们自身的要求。这种装置主要应用在日常的生产和生活中，为人们营造良好的大气环境起到了重要作用。

　　二氧化碳传感器主要是测量大气环境中的二氧化碳成分，对每个领域都有很重要的影响，随着现代社会的不断进步，二氧化碳的含量也逐渐变多，二氧化碳含量成分过高会对我们的身体产生严重的影响，而且还会对我们赖以生存的环境产生威胁。

　　温室效应就是最好的例子，植物进行光合作用和呼吸作用与二氧化碳浓度有着很大的关系，所以，二氧化碳传感器的诞生使我们又向前迈进了一大步。

　　到现在为止，检测二氧化碳的方法有很多种，大概是这几个：滴定法，固体电解质式，电容式，广前法，红外吸收法等其他的方法。

　　二氧化碳传感器是用于各种环境的检测，在恶劣的环境中也不会有丝毫的影响，材料可以有效的防腐蚀，系统采用的是暗线安装，可以将其固定在墙面上或者自己需要的地方，二氧化碳传感器外型美观，引线从壳体的后面经过，适合走暗线装置，稳定性能好，使用寿命时间长，交直流供电，适用于对多种环境的二氧化碳进行检测。

　　在选择传感器的原理与结构上千差万别，要怎么根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。当传感器确定之后，与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。

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二氧化碳传感器的工作原理是什么？有哪些检测方法？

　　其实早在去年9月，我国政府在第七十五届联合国大会上就提出：“中国将提高自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争取于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”

　　首先先来了解一下“碳达峰”“碳中和”这两个词是什么意思。

　　碳达峰：在某一个时刻，二氧化碳排放量达到历史最高值，之后逐渐回落。

　　碳中和：通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”。

　　10年内碳达峰，40年内碳中和。这个目标对于我们来说，时间紧、任务重二氧化碳的 “生命线”很长，想要在2030年实现碳达峰，需要提早地进行能源结构转型。

碳中和

　　根据清华大学气候变化与可持续发展研究院最近的研究报告，在新的气候目标下，碳强度在2030年相比2015年的下降幅度要超过65%，2025年末非化石能源在一次能源消费占比至少要到20%、2030年末至少要到25%。业内指出，这一模型数据尚属于相对保守。

　　气候变化是全球工业化以来地球生态系统面临的严峻挑战，地球生态系统和地球气候系统已经达到临界点。2019年5月，全球大气中CO2月平均浓度达到414.7×10-6，创下1958年人类有观测记录以来的新纪录，超过了过去23年的最高记录，导致全球平均气温升高、冰川消融、海平面上升、极端天气频繁等环境和生态问题。

　　“碳中和”目标的出台，为我国未来绿色低碳发展擘画了宏伟蓝图。但要看到，与世界主要碳排放国家的历史进程相比，我国实现“碳中和”目标面临着巨大的压力与挑战。

　　那我们如何才能知道空气中有多少二氧化碳，如何监测全国各地的碳排放情况呢?

　　这就需要通过相关仪器设备来对温室气体的浓度或体积进行连续测量，实时监测和测算二氧化碳排放量。

二氧化碳传感器接线

聚英电子二氧化碳传感器是一种检测二氧化碳浓度的设备，内置高灵敏度气体检测探头，具有反应迅速、灵敏度高、信号稳定的特点;监测量程默认为0~5000ppm之间，自带温度补偿，受温度影响小，搭配聚英物联网主机，实现远程数据监测、数据记录分析、远程报警、智能联动功能。

　　二氧化碳传感器报警值

　　二氧化碳密度较空气大，当二氧化碳少时对人体无危害，但其超过一定量时会影响人(其他生物也是)的呼吸，原因是血液中的碳酸浓度增大，酸性增强，并产生酸中毒。

　　二氧化碳浓度含量会影响人类的生活作回息，整理出二氧化碳浓度含量与人体生理反应如下：

　　·350～450ppm：同一般室外环境

　　·350～1000ppm：空气清新，呼吸顺畅。

　　·1000～2000ppm：感觉空气浑浊，并开始觉得昏昏欲睡。

　　·2000～5000ppm：感觉头痛、嗜睡、呆滞、注答意力无法集中、心跳加速、轻度恶心。

　　·大于5000ppm：可能导致严重缺氧，造成永久性脑损伤、昏迷、甚至死亡。

　　所以二氧化碳浓度传感器浓度一般报警值设置1000ppm

　　二氧化碳传感器检测方法

　　大气的严重污染让测量气体浓度的技术和仪器不断出现和发展。其中包括化学传感器、陶瓷传感器及各种类型的电化学传感器，以及测量湿度的温湿度记录仪，二氧化碳变送器等等。每种传感器适用于一定的应用领域，但需要经常校准，并且只能在清洁的环境中工作。传统的CO2传感器对于像CO2这样的不可燃气体的测量尤其困难，化学传感器很难胜任这项工作，使用寿命也很短。其他的各种间接测量方法，由于它们通常不仅仅对一种气体组成度敏感。所以其精度很低且漂移量也较大。与化学二氧化碳传感器相比，光学测量仪器有许多优点，但其昂贵的价格也确实降低了它的市场竞争力。不过，随着产品集成化程度的提高，其生产成本也正在降低。

二氧化碳传感器配合聚英云平台，实现智能联动监测

　　这种CO2传感器的工作原理是：采用了单束双波长非发散性红外线洲量方法，其独特之处在于它的滤光镜——1种袖珍电子调谐干扰仪。这种滤光铣保证了它所透过的光波波长的精确性和稳定性，避免了由于滤光镜厦探刹器不匹配而发生的问题及传统的旋转式滤光镜所产生的磨损。本文所要讨论的是光学测量方法中的一种即发散性红外线测量。

　　各种气体都会吸收光。不同的气体吸收不同波长的光，比如CO2就对红外线(波长为4.26m)最敏感。二氧化碳分析仪通常是把被测气体吸入一个测量室，测量室的一端安装有光源而另一端装有滤光镜和探测器。滤光镜的作用是只容许某一特定波长的光线通过。探测器则测量通过测量室的光通量。探测器所接收到的光通量取决于环境中被测气体的浓度。

二氧化碳传感器应用范围

　　基于非发散性红外线气体检测原理的测量方法主要有3种：单光束单波长测量、双光束双波长测量和单光束双波长测量。

　　单光束单波长测，顾名思义，这种CO2传感器测量仪器只能提供单一波长的光线。在上述3种测量方法中它的性能最差，其稳定性极易受到诸如灯泡老化、灰尘污染及光线发射特性变化等因素的影响。目前在市场上销售的许多种单束单波，长测量仪器的稳定性都不很理想此外，温度的变化也会影响其稳定性。但这种仪器的优点是构造简单机械性能可靠且价格低廉。

　　双光束双波长测，这种可燃气体检测仪器备有2个光度通道，1个探测器及2个滤光镜，与前一种仪器比较，其精度和稳定性都有所提高，但相应的它的价格也较高。此外为r提高其工作温度范围，2个探测器必须完全匹配。在实际应用中，2个光波通道受到的灰尘污染程度同样也会给这类测量仪器带来因非对称污染而精度失准的问题。

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