جهاز تحليل ثاني أكسيد الكربون

أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء غير المشتتة (ndir)
تستخدم أجهزة استشعار Ndir أطوال موجية محددة من الضوء لقياس كمية ثاني أكسيد الكربون في الهواء.

يمتص كل عنصر على الأرض أنواعًا معينة من الضوء. على سبيل المثال، تعكس الجزرة الضوء البرتقالي لكنها تمتص جميع الألوان الأخرى. ولأن الضوء يمتص، فلا تتاح له فرصة الوصول إلى أعيننا لنراه. وعندما تتحلل الأشياء إلى ذرات وجزيئات، يمكننا تحديد نوع الضوء الذي يمتصه كل منها، حتى الضوء الذي لا نستطيع رؤيته. وبفضل هذه المعرفة، يمكننا استخدام أجهزة الاستشعار لاختبار ما إذا كانت عناصر معينة موجودة، وإذا كانت موجودة، فبأي كمية.

تعمل أجهزة استشعار ثاني أكسيد الكربون على النحو التالي: يدخل الهواء إلى جهاز الاستشعار. ثم يقوم جهاز الاستشعار بتنشيط ضوء مضبوط على أحد الأطوال الموجية المحددة لثاني أكسيد الكربون، والتي عادة ما تكون حوالي أربعة ميكرون، في أحد طرفي جهاز الاستشعار. سيحمل الجانب الآخر وعاءً يقيس مقدار الضوء الذي يصل إلى الجانب الآخر. بمجرد تنشيط الضوء، سيمتص أي ثاني أكسيد الكربون في عينة الهواء بعض الأشعة. وبذلك، تقل كمية الضوء التي تصل إلى الجانب الآخر من جهاز الاستشعار. تعتمد كمية الضوء التي يتم امتصاصها على كمية ثاني أكسيد الكربون الموجودة. فكلما زادت كمية ثاني أكسيد الكربون الموجودة، زاد مقدار الضوء الذي سيتم امتصاصه.

أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية
تقوم أجهزة استشعار ثاني أكسيد الكربون الكهروكيميائية بقياس التيار الكهربائي أو التوصيل الكهربائي لتحديد كمية ثاني أكسيد الكربون الموجودة في الهواء ("التوسع"، 1995).

عندما يدخل ثاني أكسيد الكربون إلى المستشعر، فإنه يتفاعل كيميائيًا داخل المستشعر. وبينما يحدث هذا التفاعل، يتعرض المستشعر لتغير كهربائي. واعتمادًا على النوع المحدد للمستشعر، يمكن أن يؤدي التفاعل إلى التقاط المستشعر لتيار كهربائي، أو تغيير تيار موجود، أو تغيير مدى قدرة المستشعر على حمل تيار. ثم يستخدم المستشعر نوع وكمية التغير الكهربائي لتحديد كمية ثاني أكسيد الكربون الموجودة.

أجهزة استشعار أشباه الموصلات من أكسيد المعادن (MOS)
تستخدم أجهزة استشعار ثاني أكسيد الكربون المقاومة النوعية للمركبات المعدنية لاختبار كميات الغاز الموجودة في الهواء.

المقاومة الكهربائية هي مدى سهولة تدفق الكهرباء عبر شيء ما. لذا، فإن شيئًا مثل النحاس، الذي يستخدم كثيرًا في الأسلاك، سيكون أقل مقاومة من المطاط، الذي يستخدم لإيقاف التيارات الكهربائية.

يحتوي مستشعر موس على شريط أو فيلم معدني يتعرض للهواء الذي تريد اختباره. يمر تيار كهربائي ثابت من خلال هذا الشريط. عندما يتلامس الغاز المستهدف مع القطعة، فإنه يتفاعل مع المعدن ويغير التركيب الكيميائي إما من خلال تفاعل الاختزال أو الأكسدة. عندما يحدث هذا، تتغير المقاومة أو الموصلية أو المعدن. يحدد نوع التغيير في المقاومة، سواء كان متزايدًا أو متناقصًا، وحجم هذا التغيير تركيز الغاز المستهدف. بناءً على نوع المعدن، ستتفاعل غازات مختلفة مع الشريط.

ضع في اعتبارك أن دقة المستشعر تتغير عند مستويات مختلفة من ثاني أكسيد الكربون. قد يكون لمستشعر ثاني أكسيد الكربون الذي يبلغ تركيزه 10,000 جزء في المليون دقة محددة من 0-2,000 جزء في المليون، ثم يتم تحديد دقة مختلفة (أو عدم إدراجها) بين 2,001 جزء في المليون و10,000 جزء في المليون. هذا هو الأكثر شيوعًا بالنسبة للمستشعرات المصممة لجودة الهواء الداخلي، حيث ستكون معظم قياسات مستوى ثاني أكسيد الكربون بين 400 جزء في المليون (هواء نقي) و1,200 جزء في المليون (هواء راكد).

بالإضافة إلى ذلك، كلما كان نطاق مستويات ثاني أكسيد الكربون المراد قياسها أصغر، كلما كانت الدقة أكبر عادةً. عادةً ما يكون مستشعر 10,000 جزء في المليون (1% ثاني أكسيد الكربون) أكثر دقة من مستشعر 100,000 جزء في المليون (10% ثاني أكسيد الكربون)، والذي سيكون أكثر دقة من مستشعر 100% ثاني أكسيد الكربون. وهذا يعني أنه للحصول على أقصى قدر من الدقة، يجب عليك استخدام مستشعر ثاني أكسيد الكربون بأصغر نطاق لا يزال يناسب الغرض المقصود.

تتغير الدقة أيضًا في حالة حدوث تغييرات في درجة الحرارة أو الضغط أو الرطوبة. لذلك، ما لم يُذكر خلاف ذلك، يمكنك افتراض أن الدقة تم قياسها في المصنع عند درجة حرارة وضغط محيطيين قياسيين (SATP).