Cảm Biến Khí CO2 Hồng Ngoại Không Phân Tán, NDIR

Dwyer cung cấp nhiều sản phẩm đo lường khí CO2 sử dụng cảm biến hồng ngoại không phân tán như thành phần cảm nhận. Cảm biến khí CO2 được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống BAS (building automation systems) để giám sát chất lượng khoogn khí. Nồng độ CO2 tỷ lệ gián tiếp với số lượng người trong một không gian và có thể được dùng để điều chỉnh hoạt động thông gió cho không gian đó.

Có hai loại kỹ thuật cơ bản trong cảm biến khí: phản ứng hóa học và quang phổ hồng ngoại. Phần lớn các cảm biến sử dụng phản ứng hóa học là cảm biến điện hóa, chúng không đáng tin cậy vì có thể tương tác với nhiều loại khí và bị hao mòn khi tương tác với khí.

Các cảm biến hồng ngoại không phân tán, thương gọi là NDIR, có độ chính xác cao và thời gian đáp ứng nhanh. Cảm biến NDIR không tiếp xúc với khí nên có độ tin cậy cao hơn, và được chế tạo cho các loại khí nhất định do đó kết quả sẽ không bị ảnh hưởng bởi các khí thành phần khác. Cảm biến NDIR là phương pháp đáng tin cậy nhất trong việc phát hiện khí CO2.

Các cảm biến NDIR dựa trên nguyên lý quang phổ hồng ngoại, theo nguyên tắc là các phân tử sẽ hấp thụ các tần số ánh sáng nhất định có đặc tính của cấu trúc phân tử đó. Khi tần số của tia hồng giống với sự rung động tần số của một liên kết, hiện tượng hấp thụ xuất hiện. Sự hấp thụ tia hồng ngoại của một tần số cụ thể hay bước sóng tạo ra một tín hiệu xác định và phân tích rõ ràng về chất khí và nồng độ của nó.

Một cảm biến NDIR cơ bản bao gồm một nguồn ánh sáng hồng ngoại, một không gian lấy mẫu, một bộ lọc hồng ngoại, và bộ thu tín hiệu hồng ngoại. Để cảm nhận khí CO2, không khí trong phòng hay trong ống gió được thổi qua không gian lấy mẫu. Các sóng ánh sáng hồng ngoại được tạo ra bởi nguồn và truyền qua không gian lấy mẫu đến bộ thu tín hiệu. Khi tia hồng ngoại đi qua không khí trong không gian lấy mẫu, tia sáng của một bước sóng cụ thể sẽ bị hấp thụ bởi phân tử khí CO2.

Tia sáng hồng ngoại vượt qua không gian lấy mẫu và bộ lọc trong sự hấp thụ bước sóng của khí CO2 được cảm nhận bởi bộ thu tín hiệu. Sự khác biệt giữa tia sáng phát ra từ nguồn và tia sáng cảm nhận bởi bộ thu tín hiệu cho bước sóng của khí CO2 được dùng để tính toán nồng độ của chất khí do lượng tia sáng bị hấp thụ tỷ lệ trực tiếp với nồng độ chất khí.

Mức độ tia hồng ngoại mà bộ thu nhận được đóng vai trò quan trọng trong sai số của cảm biến và tính chính xác của phép đo. Nguồn ánh sáng hồng ngoại sẽ bị suy giảm độ chiếu sáng do sự tích tụ của bụi tạo thành lớp màng mỏng và do thời gian. Các cảm biến bước sóng kép sử dụng một bước sóng ánh sáng tham chiếu không bị ảnh hưởng chất khí cảm nhận. Khi nguồn sáng hồng ngoại thay đổi theo thời gian, phép đo chất khí có thể được bù trừ một cách phù hợp, loại bỏ các lỗi sai số của cảm biến. Dwyer Series CDT, CDTR, và CDTA đều có bộ bù trừ bước sóng kép.