Принцип работы инфракрасного NDIR датчика углекислого газа CO2

Компания Dwyer предлагает несколько приборов для измерения двуокиси углерода, в которых в качестве чувствительного элемента используются недисперсионные инфракрасные датчики. Датчики углекислого газа обычно используются в системах автоматизации зданий для контроля качества воздуха. Уровень углекислого газа косвенно пропорционален количеству людей в помещении и может быть использован для регулировки вентиляции в помещении.

Существует два основных типа технологий определения содержания газов: химическая реакция и инфракрасная спектроскопия. Большинство датчиков химической реакции — это электрохимические датчики, которые не так надежны, поскольку могут взаимодействовать с несколькими газами и изнашиваться от взаимодействия с ними.

Недисперсионные инфракрасные датчики, часто называемые NDIR, обеспечивают высокую точность и быстрое время отклика. NDIR-датчики не имеют контакта с газом, что делает их более надежными, и разработаны для конкретных газов, так что другие газы на них не влияют. Датчики NDIR являются наиболее надежным методом обнаружения углекислого газа.

NDIR-датчики основаны на инфракрасной спектроскопии — принципе, согласно которому молекулы поглощают определенные частоты света, характерные для их структуры. Когда частота инфракрасного света совпадает с частотой колебаний связи, происходит поглощение. Поглощение инфракрасного света определенной частоты или длины волны создает сигнатуру для окончательной идентификации и анализа газа и уровня концентрации.

Основной NDIR-датчик состоит из источника инфракрасного света, камеры для образца, инфракрасного фильтра и инфракрасного детектора. Для определения содержания углекислого газа воздух в помещении или воздуховоде впускается и выпускается из камеры для образца. Инфракрасные световые волны создаются источником и направляются через камеру для проб к детектору. Когда инфракрасный свет проходит через воздух в камере, свет определенной длины волны поглощается молекулами углекислого газа.

Инфракрасный свет, проходящий через камеру и фильтр в диапазоне длины волны поглощения углекислого газа, затем воспринимается детектором. Разница между светом, излучаемым источником, и светом, воспринимаемым детектором для инфракрасной длины волны углекислого газа, используется для расчета концентрации газа, поскольку количество поглощенного света прямо пропорционально концентрации газа.

Уровень инфракрасного света, который получает детектор, играет важную роль в дрейфе датчика и точности измерений. Со временем освещенность источника инфракрасного света ухудшается из-за образования пленки и возраста. Двухволновые датчики используют опорную длину волны света, на которую не влияет измеряемый газ. Поскольку источник инфракрасного света изменяется со временем, измерение газа может быть соответствующим образом скомпенсировано, что устраняет ошибки дрейфа датчика. Датчики Dwyer серий CDT, CDTR и CDTA оснащены двухволновым компенсатором.

Полезная информация: