이산화탄소 센서

Carbon dioxide sensor
일산화탄소 센서와 혼동하지 마십시오.

이산화탄소 센서 또는 CO2 센서는 이산화탄소 가스 측정을 위한 기구다. CO2 센서의 가장 일반적인 원리는 적외선 가스 센서(NDIR)와 화학 가스 센서다. 이산화탄소 측정은 실내 공기질, 캡노그래프 장치 형태의 폐의 기능, 그리고 많은 산업 과정을 감시하는데 중요하다.

비분산 적외선(NDIR) CO2 센서

비소독 적외선 센서를 사용한 CO2
 농도계
주요 기사: 비스파이브 적외선 센서
참고 항목: 캡노그래피

NDIR 센서는 기체 환경에서의 CO를2 특성 흡수에 의해 검출하는 분광형 센서다. 핵심 부품은 적외선 소스, 광관, 간섭(파장) 필터, 적외선 검출기 등이다. 가스는 광관에 펌핑되거나 확산되며, 전자제품은 빛의 특성 파장의 흡수를 측정한다. NDIR 센서는 이산화탄소 측정에 가장 많이 사용된다.[1] 이 중 최고는 민감도가 20-50PPM이다.[1] 일반적인 NDIR 센서 비용은 $100 ~ $1000 범위임.

NDIR CO2 센서는 또한 음료 탄산화, 제약 발효, CO2 격리 애플리케이션과 같은 용도의2 용해된 CO에도 사용된다. 이 경우 그것들은 ATR(감쇠된 총 반사) 광체에 결합되고 현장에서 가스를 측정한다. 새로운 개발에는 마이크로 전자기계 시스템(MEMS) IR 소스를 사용하여 이 센서의 비용을 절감하고 소형 장치(예: 에어컨 애플리케이션에서 사용)를 만드는 것이 포함된다.[2]

또 다른 방법(헨리 법칙)도 이물질 가스의 양이 미미할 경우 액체에서 용해된 CO의2 양을 측정하는 데 사용할 수 있다.[further explanation needed]

광음향 센서

CO는2 광음 분광법을 사용하여 측정할 수 있다. CO2 농도는 CO의2 흡수 파장에 특별히 맞춘 (분산 피드백 레이저와 같은[3]) 전자기 에너지의 펄스까지 표본을 적용하여 측정할 수 있다. 에너지의 각 펄스와 함께 샘플 내의 CO2 분자는 광음향 효과를 통해 압력파를 흡수하고 생성한다. 그런 다음 이러한 압력파는 음향 검출기로 감지되어 컴퓨터나 마이크로프로세서를 통해 사용 가능한 CO2 판독치로 변환된다.[4]

화학 CO2 센서

폴리머나 헤테로폴리실록산(heetropolysiloxane)을 기반으로 민감한 층을 가진 화학 CO2 가스 센서는 에너지 소비량이 매우 낮다는 주된 장점이 있으며, 마이크로 전자 기반 시스템에 맞게 크기를 줄일 수 있다. 단점에서는 NDIR 측정 원리와 비교했을 때 전체 수명이 다소 짧을 뿐만 아니라 단기 및 장기 드리프트 효과가 주요 장애물이다.[5] 대부분의 CO2 센서는 공장에서 출하되기 전에 완전히 보정된다. 시간이 지남에 따라 센서의 0점을 보정하여 센서의 장기 안정성을 유지해야 한다.[6]

예상 CO2 센서

CO의2 주 공급원이 인간의 호흡인 사무실이나 체육관과 같은 실내 환경의 경우 휘발성 유기화합물(VOC)과 수소 가스(H2) 농도와 같이 측정하기 쉬운 양을 재분석하면 실제 CO2 농도를 환기 및 점유 목적으로 충분히 추정할 수 있다. 이 물질들의 센서는 값싼 MEMS 금속산화물반도체(MOS) 기술을 이용해 만들 수 있다. 이들이 생성하는 판독치를 추정 CO2(eCO2)[7] 또는 CO2 등가(COeq2)라고 한다.[8] 장기적으로는 판독값이 충분히 좋은 편이지만, 과일 껍질을 벗기거나 향수를 사용하는 등 VOC나 CO의2 비생산성 소스를 도입하면 신뢰도가 떨어질 수밖에 없다. H 기반2 센서는 사람의 호흡에 더 특수하기 때문에 덜 취약하지만, 수소 호흡 테스트가 진단하도록 설정된 바로 그 조건 또한 그들을 방해할 것이다.[8]

적용들

참고 항목

참조

  1. ^ a b 고성능을 갖춘 탄산염 기반 CO2 센서, Th. Lang, H.D. 위엠호퍼와 W. 괴펠, 콘프Proc.Eurosensors IX, 스톡홀름 (S)(1995); 센서 및 액추에이터 B, 34, 1996, 383–387.
  2. ^ Vincent, T.A.; Gardner, J.W. (November 2016). "A low cost MEMS based NDIR system for the monitoring of carbon dioxide in breath analysis at ppm levels". Sensors and Actuators B: Chemical. 236: 954–964. doi:10.1016/j.snb.2016.04.016.
  3. ^ Zakaria, Ryadh (March 2010). NDIR INSTRUMENTATION DESIGN FOR CO2 GAS SENSING (PhD). pp. 35–36.
  4. ^ AG, Infineon Technologies. "CO2 Sensors - Infineon Technologies". www.infineon.com. Retrieved 2020-11-10.
  5. ^ 석영 마이크로밸런스 트랜스듀서 R. Zou, S. Vaiinger, K.E. Geckeler 및 W. Göpel, Conf.에 실리콘 기반 폴리머를 기반으로 한 신뢰할 수 있는 CO2 센서Proc.Eurosensors 7세, 부다페스트(H)(1993); 센서 및 액추에이터 B, 18–19, 1994, 415–420
  6. ^ "CO2 Auto-Calibration Guide" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2014-08-19. Retrieved 2014-08-19.
  7. ^ Rüffer, D; Hoehne, F; Bühler, J (31 March 2018). "New Digital Metal-Oxide (MOx) Sensor Platform". Sensors (Basel, Switzerland). 18 (4): 1052. Bibcode:2018Senso..18.1052.. doi:10.3390/s18041052. PMC 5948493. PMID 29614746.
  8. ^ a b Herberger S, Herold M, Ulmer H (2009). "MOS gas sensor technology for demand controlled ventilation" (PDF). Proceedings of the 4th International Symposium on Building and Ductwork Air Tightness and 30th AIVC Conference on Trends in High Performance Buildings and the Role of Ventilation. Berlin.
  9. ^ Arief-Ang, I.B.; Hamilton, M.; Salim, F. (2018-06-01). "RUP: Large Room Utilisation Prediction with carbon dioxide sensor". Pervasive and Mobile Computing. 46: 49–72. doi:10.1016/j.pmcj.2018.03.001. ISSN 1873-1589.
  10. ^ Arief-Ang, I.B.; Salim, F.D.; Hamilton, M. (2018-04-14). Data Mining [SD-HOC: Seasonal Decomposition Algorithm for Mining Lagged Time Series]. Springer, Singapore. pp. 125–143. doi:10.1007/978-981-13-0292-3_8. ISBN 978-981-13-0291-6.
  11. ^ KMC 컨트롤. (2013). 귀하의 건물에 대한 수요 제어 환기 혜택. 2013년 3월 25일 http://www.kmccontrols.com/docs/DCV_Benefits_White_Paper_KMC_RevB.pdf에서 Wayback Machine에 2014-06-27 아카이빙 검색