CO2 senzori: pregled, dizajn, proizvođači

Unatoč činjenici da je riječ "zrak" u uporabi često se zamjenjuje s "kisikom", zapravo nije samo njegova komponenta. составе воздуха sastav zraka samo 21% kisika i gotovo 79% dušika. Samo 0,03% je razina CO2 u zraku. Međutim, ovaj plin je neophodan za žive organizme. S tim u vezi je relevantnost korištenja CO2 senzora za mjerenje njegove koncentracije.

Potreba za senzorima

U mnogim slučajevima koncentracija ugljični dioksid - CO2 se mjeri ne kao postotak, već u ppm.

Ako se razina ovog plina u zraku poveća, osoba počinje osjećati pospanost, umor, začepljenost, gubitak funkcije koncentracije, gubi se pozornost, pojavljuje se prekomjerna razdražljivost i smanjuje učinkovitost.

Snažno povećanje koncentracije ovog plina dovodi do napadaja astme ili čak do gubitka svijesti.

Izmjena plina u stanicama

U zatvorenim neventiliranim prostorijama u zraku nedostaje kisika i viška ugljičnog dioksida. Istovremeno, osoba počinje konzumirati preostali kisik u velikom volumenu, sve više i više zasićujući zrak ugljičnim dioksidom. Kapacitet difuzije potonjeg je 25-30 puta veći od kapaciteta kisika, što čini osobu osjetljivijom na svoj višak.

Normalna izmjena plina u ljudskom tijelu događa se samo pri optimalnoj vrijednosti parcijalnog tlaka ugljičnog dioksida u krvi.

Promjena ove vrijednosti u bilo kojem smjeru doprinosi činjenici da se transport kisika do stanica pogoršava. Kada zadržite dah, prijenos ugljičnog dioksida se ne zaustavlja; dubok dah nakon toga dolazi zbog povećanja parcijalnog tlaka CO2.

Dakle, prisutnost osobe duže vrijeme u prostoriji s visokom koncentracijom ugljičnog dioksida doprinosi nastanku negativnih posljedica. Stoga je uvijek naglasak stavljen na potrebu za prozračivanjem prostora za ventilaciju. CO2 senzor omogućuje kontrolu izmjene zraka.

Klasifikacija osjetnika

Prema izvoru energije, senzori CO2 se klasificiraju u:

• stacionarni, koji rade iz uobičajene električne mreže, čija je instalacija moguća na zidovima, stolovima, podovima i zračnim kanalima;
• autonomni, koji rade na račun energije baterije.

U kanalima se koncentracija CO2 određuje pomoću senzora kanala, u uredskim i stambenim prostorijama - sobni senzori.

Napredni senzori sposobni za upravljanje sustavi ventilacije podešavanjem protoka svježeg zraka i kalibriranjem na otvorenim površinama.

U modernim uređajima ovog tipa moguće je kontrolirati ne samo razinu onečišćenja plinovima ugljičnim dioksidom, već i uvjete temperature i vlažnosti, neki modeli mogu obavijestiti o pojavljivanju dima u prostoriji.

Uređaj za analizu ugljikovog dioksida

Ne-disperzijski uređaji opremljeni su svjetlosnim filtrima ili prijemnicima, čiji je princip djelovanja sličan prvom. Također, u ovom uređaju nalazi se radna komora iz koje zrak struji u sljedeći prijemnik.

Izvor zračenja može biti infracrveni laser, LED, grijani svitak.

U infracrvenim senzorima koriste se selektivni prijemnici, poluvodički elementi, bolometri i termopile. Ne-monokromatsko zračenje koristi se u selektivnom prijemniku, u drugim slučajevima senzori uključuju filtre za smetnje ili plin. U nekim modelima koristi se kombinirani filtar koji se sastoji od dva, od kojih jedan prolazi IR pojas određenog raspona, a drugi ne.

Neusklađenost signala se postiže korištenjem računalnog uređaja i predgotovljenog detektora smještenog iza filtra.

Osjetnici koji su dizajnirani za rad na otvorenim prostorima izrađeni su od PC polikarbonata. Za rad u zatvorenom prostoru koriste se akrilonitril-butadien-stirenski uređaji jer imaju manju otpornost na udar i niži temperaturni raspon.

Senzori ugljičnog dioksida mogu selektivno apsorbirati molekulu CO2. Disperzijski senzori koriste jednovalentno zračenje dobiveno monokromatografom.

eksploatacija

Montiraju se u području izravnog servisa ili ispušnog kanala.

Da bi se spriječila izmjena plina između kisika u zračnom kanalu i analizatoru, tijelo potonjeg mora biti izolirano.

Kako bi informacije bile dostupne na senzorima, postavljene su na optimalnoj visini u osvijetljenom prostoru.

Ako se razina CO2 određuje na otvorenom, tada se nakon uklanjanja uređaja prema uputama ispušta.

Poznati problemi

U slučaju da je uređaj izložen utjecaju vjetra, prašine, padalina, vibracija, udara pare, zaštitni sloj od blata mora biti postavljen izravno ispred njega.

Ako voda dospije u uređaj, može propasti. U većini slučajeva, utjecaj vode proteže se na krajeve žica, budući da uređaj ima prilično usku ogradu. Zatim postoji opasnost od korozije, slabljenja priključaka terminala. Da bi se to spriječilo, potrebno je tretirati antikorozivnim tekućinama i blok-lukama koje se trenutno ne koriste.

Ventilacija nekoliko prostorija s jednim senzorom

U tu svrhu mogu se koristiti senzori napajanja i ispuha ZENIT i ZENIT HECO, kao i potrošačka oprema I-VENT i CAPSULE.

Proporcionalni ventil je instaliran na ulaznom kanalu u svakoj prostoriji. U prisutnosti ispušnih plinova u svakoj prostoriji nalazi se i sličan ventil. Za svaki ispušni kanal, pa čak i za prostoriju, ugrađen je zasebni CO2 senzor na koji je VAV sustav montiran od strane proizvođača.

Kada osoba uđe u natkriveni prostor, senzor detektira povećanje koncentracije ugljičnog dioksida. Proporcionalni ventil ima električni pogon, na temelju kojeg se podešava izmjena zraka.

U tom slučaju, kvaliteta zraka u prostoriji održava se na najvišoj razini. Koncentracija CO2 u zraku je optimalnih vrijednosti.

Kako ljudi ulaze i izlaze iz prostorija s izmjenom zraka koje kontroliraju senzori, ona se povećava ili smanjuje na optimalne vrijednosti.

Moguće je koristiti jedan senzor umjesto nekoliko u ispušnom kanalu, međutim jedan uređaj bilježi ukupnu koncentraciju za sve prostorije s jednim ispušnim ventilatorom. Izmjena zraka će se regulirati jednako, što nije uvijek opravdano.

Ventilacija jedne sobe jednim senzorom

U tu svrhu u ispušni kanal instalirajte samo senzor CO2 (instalaciju provodi proizvođač). Izmjena zraka se automatski regulira. Iste marke mogu se koristiti i kao senzori za ventilaciju nekoliko prostorija.

To stvara ventilacijski sustav s optimalnim performansama, potpuno automatiziran, karakteriziran niskim operativnim troškovima.

Proračun ventilacijskog sustava za ugljični dioksid

Za izračun, potrebno je imati podatke o razini plina koji se proučava izvan prozora, ljudskom toku u ispitnim prostorijama, koja fizička aktivnost zauzimaju ljudi koji se nalaze u tim sobama i koja je koncentracija ugljičnog dioksida potrebna.

Kako bi se kompenziralo oslobađanje CO2 od strane svake osobe, izmjena zraka se izračunava pomoću formule L = (G × 550) / (X ₂ -X ₁ ). Dajemo potrebna objašnjenja:

• L - izmjena zraka, m3 / h;
• X ₁ - razina ugljičnog dioksida u usisnom zraku, ppm;
• X ₂ - MAC CO2 u zraku prostorije, ppm;
• G je volumen ugljičnog dioksida koji emitira svaka osoba, l / h;
• 550 je koeficijent korišten za pretvaranje Xi i X2 u g / m3 iz ppm.

Oslobađanje ugljičnog dioksida po svakoj osobi prosječno iznosi 23 l / h, dok je u većem volumenu izlučivanje zabilježeno tijekom teškog fizičkog rada (do 63 l / h), laganog rada (do 36 l / h) i hodanja (do 33 l / h). Najmanja količina ovog plina oslobađa se tijekom spavanja (12 l / h), sjedećeg i uredskog rada (15-18 l / h).

Koncentracija ovog plina u ruralnim područjima iznosi 332 ppm. Gradovi su zagađeniji. Dakle, u malim gradovima s populacijom do 300 tisuća ljudi ova vrijednost iznosi 409 ppm, au gradovima s većim brojem stanovnika 511 ppm.

Kakvoća zraka u stambenim i uredskim prostorima prema DIN EN 13779

Ovaj regulatorni dokument uspostavlja klasifikaciju viška sadržaja CO2 u prostoriji u odnosu na koncentraciju vanjskog zraka.

Ovdje je utvrđeno da visokokvalitetni zrak ima tipičan raspon <400 ppm, zrak srednje kvalitete - 400-600 ppm, zadovoljavajući kvalitet zraka - 600-1000 ppm, zrak niske kvalitete -> 1000 ppm.

Kontrola zraka

Učinkovitost rada ispušnog ventilatora ovisi o učinkovitom mjerenju senzora ugljičnog dioksida. U vrijeme kada u prostoriji ima mnogo ljudi, ventilacijski sustav bi trebao raditi na granici svojih mogućnosti. Kako se broj ljudi u prostoriji smanjuje, dovod zraka bi se trebao postupno smanjivati, dok se dovod zraka ne zaustavi u potpunosti. To se može postići uzastopnim ciklusima uključivanja i isključivanja nekoliko ventilatora ili mogućim korištenjem ventilatora s dvostupanjskim električnim pogonom, kao i dinamičkim smanjenjem ili povećanjem broja okretaja električnih pogona ventilatora s regulacijom frekvencije. Potonja metoda je najpoželjnija.

Uzmite u obzir neke senzore koncentracije ugljičnog dioksida proizvedene u Rusiji, kao i strane.

SenseAir Senzori razine CO2

Ova švedska tvrtka je svjetski lider u projektiranju i proizvodnji razmatranih tipova analizatora plina. Uređaji koje proizvodi ova tvrtka odlikuju se visokim performansama. Mogu se priključiti na osobno računalo, čime se postiže dugotrajan rad ovih uređaja. Raspon mjerenja je do 5000 ppm s točnošću od 30 ppm. Upotrijebljen senzor NDIR.

Detektor ugljičnog dioksida iz tvrtke "Master Kit"

Ovaj uređaj, prema proizvođaču, može odrediti koncentraciju CO2 u rasponu od 0 do 3000 ppm s točnošću mjerenja od 0 do 2000 ppm u području od 10% (za velike vrijednosti nije navedena točnost).

Uređaj treba raditi na temperaturi od +25 ° C. Ako se temperatura ne podudara, potrebno je izvršiti odgovarajuće ispravke. Upotreba uređaja ne može se provesti pri t, većoj od +50 ° C, a ako je ispod 0 ° C. Ovaj se parametar mjeri pomoću dotičnog detektora. Temperatura se može izraziti iu stupnjevima Celzija iu stupnjevima Farenhajta.

Uređaj ima LED indikatore koji pokazuju razinu zagađenosti plinom ugljičnim dioksidom: zelena u koncentraciji do 800 ppm, žuta - od 800 do 1200 ppm, crvena - na razini većoj od 1200 ppm. Ove informacije se stavljaju na kutiju s uređajem.

Zemlja proizvodnje je Kina. Uređaj je opremljen USB kabelom i uputom na ruskom jeziku. Kabel je potreban za napajanje uređaja. Rad ovog uređaja uključuje korištenje "native" USB-kabel, jer ne svatko će stati ovdje.

Životni vijek senzora je 5-10 godina.

Umjeravanje treba obaviti svake tri godine. U tu svrhu, kao i za iscrtavanje grafikona iz podataka dobivenih pomoću detektora, dostupan je poseban program koji je dostupan za Windows OS, kao i izvorni kodovi za GNU / Linux OS obitelj (grafiku) koju je stvorio neovisni programer, a tvrtka ih ne podržava.

Senzor nije kemikalija, već NDIR-senzor povezan s modernim uređajima.

Dizajniran CO2 senzor za dom. To je zbog jer ima nisku točnost od 100 ppm.

Domaći uređaj

Tvrtka Kvazar doo proizvodi različite plinske analizatore, uključujući CO2 senzor pod markom OKA-T-CO2.

Ovaj senzor je montiran na DIN tračnicu. Indikacijske oznake - digitalne.

Poput stranih analoga, ima sučelje za komunikaciju s računalom.

Za razliku od inozemnih analoga, ovaj uređaj se ocjenjuje ne u ppm, nego u volumnim postotcima. Raspon mjerenja je od 0 do 5. Na 0,5% uređaj daje signal koji možete podesiti. Relativna pogreška uređaja, prema proizvođaču, je 25%, što je dosta u usporedbi s prethodnim razmatranim modelima.

Verifikaciju treba obavljati jednom godišnje. Prednost je širok temperaturni raspon rada - od -40 ° C do +50 ° C.

U zaključku

Senzori ugljičnog dioksida prikazuju informacije u digitalnom obliku. Potrebno je da osoba uvijek bude u dobroj formi, da se dobro osjeća. Slični su uređaji i domaće i strane proizvodnje.