Датчик СО2
Основным недостатком большинства вентиляционных систем является нарушение регулировки минимального расхода наружного воздуха.
Датчики, показывающие точную концентрацию углекислого газа в помещении, позволяют управлять производительностью вентиляции, тем самым создавая свежий здоровый микроклимат и комфортные условия для людей.
Содержание:
Устройство
Датчик СО2 представляет собой прибор, предназначенный для мониторинга окружающего воздуха и определения концентрации содержащейся в нем двуокиси углерода.
Принцип работы данного сенсорного устройства основан на изменении интенсивности инфракрасного излучения до и после поглощения углекислого газа в диапазоне 1-15 мкм. При помощи СО2-метра измеряется количество света, прошедшего через светофильтр и поглощенного углекислотой.
После сравнения с показателями потока светового излучения, прошедшего мимо оптического устройства, прибор определяет разницу и выдает показатель концентрации углекислого газа.
Недисперсионный инфракрасный метод детектирования отличается высокой стабильностью, хорошей избирательностью и не зависит от содержания находящегося в воздухе кислорода.
Виды датчиков СО2
Современный рынок измерительных приборов предлагает вниманию потребителя датчики, отслеживающие концентрацию углекислого газа, в зависимости от питания, подразделяющиеся на:
- Стационарные (работающие от электрической сети), предназначенные для настенного монтажа, настольные, напольные и монтируемые непосредственно в воздушный канал;
- Автономные (получающие энергию от внешнего аккумулятора).
Для определения уровня СО2 в воздуховодах используются канальные датчики, а для измерения количества газа в жилых и офисных помещениях – комнатные.
«Старшие», более унифицированные модели, в зависимости от концентрации угольного ангидрида, могут управлять вентиляционной системой, т. е регулировать расход приточного воздуха, а также производить калибровку на открытом пространстве.
Большинство современных СО2-метров одновременно с определением концентрации углекислоты позволяют контролировать температуру и влажность воздуха благодаря встроенным датчикам и сообщать о возникновении задымлений.
Конструкция датчика СО2
Недисперсионные газоанализаторы, применяющиеся для определения концентрации углекислого газа в воздухе, комплектуются светофильтрами или специальными приемниками, использующими немонохроматическое излучение.
Помимо светового фильтра, устройства оснащаются рабочей камерой. Подающийся в ней воздух далее попадает в специальный приемник. В качестве источника излучения может выступать светодиод, нагретая спираль или инфракрасный лазер.
В зависимости от уровня концентрации углекислый газ поглощает часть световых лучей, пропорционально изменяя регистрируемый сигнал. При использовании источника немонохроматического излучения для получения достоверного результата применяется селективный приемник.
Помимо селективных приемников в инфракрасных датчиках СО2 могут использоваться термобатареи, болометры или полупроводниковые элементы. В данной ситуации приборы оснащаются газовыми или интерференционными фильтрами.
Также некоторые производители анализаторов газа при изготовлении приборов применяют сборный фильтр, содержащий I и II полосовые фильтра. Первый пропускает установленную инфракрасную полосу, а второй – нет. Позади фильтровального элемента располагается сборный детектор и связанное с ним вычислительное устройство, формирующее рассогласование сигналов.
В качестве материала, использующегося для изготовления датчика, применяют стандартный поликарбонат или акрилнитрил-бутадиен-стирол. Эти легкие, и в то же время невероятно прочные пластические сплавы легко поддаются обработке, обладают отличными изоляционными свойствами и высокой стойкостью к химическому воздействию.
Газоанализаторы, предназначенные для применения под открытым небом, изготавливаются из поликарбоната РС. В то же время приборы из АВС с более низкой ударопрочностью и диапазоном рабочих температур применяются только внутри помещений.
Действие датчиков СО2 основано на способности данных устройств избирательно поглощать газ, молекулы которого состоят из двух разных атомов. Дисперсионные анализаторы предусматривают использование одноволнового излучения, полученного при помощи монохроматографа.
Что же касается недисперсионных устройств, то в их работе применяется немонохроматическое излучение, последовательно проходящее через светофильтр и рабочую камеру, содержащую анализируемую смесь (в данном случае воздух). Присутствующий в нем углекислый газ поглощает часть излучения (какую – зависит от концентрации). Как следствие, происходит пропорциональное изменение регистрируемого сигнала.
Функции датчика СО2
Датчики СО2 предназначены для измерения концентрации и контроля граничных значений углекислого газа в диапазоне от 0 до 100%. Данные устройства применяются в системах охранных сигнализаций, автоматических системах вентиляции, контролирующих качество воздуха, для определения содержания углекислоты в воздушном потоке, а также уровня газа в помещении и на свежем воздухе.
В норме концентрация СО2 должна находиться в пределах 0,04%. Разумеется, такое его количество постоянно поддерживать в помещении практически невозможно.
При этом даже незначительное увеличение концентрации углекислого газа может пагубно отразиться не только на работоспособности, но и на общем состоянии человека, приводя к негативным изменениям в составе крови, снижению рН, ацидозу, увеличению концентрации бикабоната и кислородному голоданию.
Благодаря датчику, определяющему процентное содержание углекислоты в окружающем воздухе, можно своевременно предотвратить развитие этих негативных последствий и быстро нормализовать нарушенный газообмен.
Достоинства и недостатки
Среди производителей оптических детекторов углекислого газа одним из самых известных считается шведская компания SenseAir. Доведя технологию гаджетов до совершенства, она сделала их максимально точными, стабильными и надежными.
Современные датчики SenseAir, работающие по методу NDIR (недисперсионной ИК-спектрометрии), в сравнении с моделями других производителей, показывают не только уровень СО2 в ppm, но и точное оценочное состояние углекислого газа, время, дату, температуру и влажность воздуха.
Также немаловажным фактором является современный дизайн, компактность и малогабаритный вес изделия, позволяющий его использовать поочередно в нескольких помещениях, тем самым обеспечивая более точный контроль.
Практически все без исключения модели датчиков углекислого газа считаются достойной альтернативой каталитическим девайсам. Они обладают высокой чувствительностью, хорошими стабилизационными характеристиками и большим сроком эксплуатации, неприхотливы в обслуживании, не требуют сложных манипуляций в настройках, и всегда позволяют сориентироваться, стоит ли дать доступ свежему воздуху для создания более здорового микроклимата.
Недостатки:
- Газоанализаторы, работающие на основе электрохимического метода, менее долговечны и менее чувствительны, чем приборы недисперсионной инфракрасной спектрометрии. Поэтому при определении концентрации СО2 они используются гораздо реже.
- Датчики углекислого газа достаточно чувствительны к действию пыли и влаги.
Применение
Оптические детекторы для непрерывного или периодического контроля углекислого газа в воздухе применяются в:
- жилых домах, квартирах;
- офисах;
- конференц-залах;
- лечебно-профилактических учреждениях;
- торговых комплексах;
- детских садах, школах, средних и высших учебных заведениях;
- аэропортах;
- спортивных залах;
- развлекательных центрах;
- столовых, кафе, ресторанах;
- автомобилях;
- теплицах;
- при проведении мониторинга промышленных, сельскохозяйственных и животноводческих технологических процессов, и не только.
Эксплуатация
Датчики углекислого газа, являющиеся одним из основных критериев эффективности вентиляционных систем, в зависимости от комплектации, могут устанавливаться в обслуживаемой зоне (на высоте 1-2 метра над уровнем пола), или в сборном вытяжном воздуховоде. Через прибор должно проходить достаточное количество воздуха.
Чтобы предотвратить газообмен между воздухом, содержащимся в воздуховоде, корпус анализатора должен быть тщательно заизолирован. В помещениях с большим количеством людей, постоянно выдыхающих углекислый газ, устройство должно крепиться не менее чем в метре от живых объектов.
Датчики размещают на доступной высоте, в хорошо освещенном месте.
Это позволяет без труда снимать показатели, проверять их достоверность и производить повторную калибровку.
При определении концентрации оксида углерода на свежем воздухе прибор выносится на улицу, после чего осуществляется продувка в соответствии с инструкцией производителя устройства.
Допустимые условия окружающей среды:
- влажность – 0-95% (при отсутствии конденсата);
- температура: 0-50 С.
Меры предосторожности
Практически все сенсоры, работающие по принципу инфракрасной спектроскопии, очень чувствительны к пыли и внешним механическим воздействиям (ударам). Это следует знать и учитывать при размещении и эксплуатации датчиков.
При невозможности установить прибор в месте, защищенном от воздействия сильного ветра, прямого попадания пара, вибрации, скопления пыли и атмосферных осадков, перед датчиком устанавливается специальный грязевой щиток.
Перед снятием детектора СО2 его следует предварительно отключать от источника электропитания.
При проведении технического обслуживания, во избежание скопления статического заряда на пластиковых поверхностях, щитке или переходнике, необходимо избегать контакта материалов друг с другом, а также, по возможности, заземлить все доступные металлические части электрооборудования.
На все без исключения модели датчиков распространяется гарантия. Однако устройство может быть снято с гарантийного обслуживания при несоблюдении потребителем требований компании-производителя, использованию прибора не по назначению, а также при наличии следов постороннего вмешательства, попадании внутрь корпуса инородных предметов и жидкостей, а также при внесении изменений в конструкцию.
Проблемы
При проникновении воды в корпус датчика он может выйти из строя. Следует отметить, что подобное повреждение не покрывается гарантией. Однако, в связи с тем, что корпус устройства достаточно герметичен, чаще всего намокают только окончания проводов.
Это может повлечь за собой коррозию или ослабление крепления клеммных соединений. Для решения подобной проблемы необходимо обеспечить долгосрочную коррозионную защиту и заблокировать неиспользуемые порты.
Такая неисправность, как сбой нуля датчика, устраняется повторной калибровкой, которая должна проводиться в соответствии с прилагаемой инструкцией.
Если на дисплее не отражаются показатели, это может сигнализировать об избытке солнечного света или отсутствии отклика трансмиттера. В первом случае, для уменьшения отблеска, необходимо установить защитный щиток, а во втором – проверить подачу напряжения на клеммы, а также убедиться, что нет сбоя в ITM, и на кабеле отсутствует влага, приводящая к коррозии его металлических частей.
Производители и модели датчиков СО2
SenseAir
На сегодняшний день самым известным производителем датчиков углекислого газа является шведская компания SenseAir. Мировой лидер в отрасли разработки и производства не только газовых анализаторов, но и оборудования для систем “Умный дом”(датчиков движения, автоматических розеток, GSM охранных сигнализаций).
| К30 | К30-FR | К33-LP |
 |  |  |
| Принцип действия | ||
| NDIR | NDIR | NDIR |
| Диапазон измерения | ||
| 0-5000 ppm | 0-5000 ppm | 0-5000 ppm |
| Точность | ||
| 30 ppm ± 3% | 30 ppm ± 3% | 30 ppm ± 3% |
| Время прогрева | ||
| 60 сек | 60 сек | 60 сек |
| Время отклика | ||
| 20 сек | 20 сек | 30 сек |
| Габаритные размеры (мм) | ||
| 57х51х14 | 57х51х14 | 57х51х14 |
| Блок питания | ||
| 4,5-14 В | 4,5-14 В | 5-12 В |
| Предполагаемый срок эксплуатации | ||
| 15 лет | 10 лет | 15 лет |
Углекислые датчики компании SenseAir, работающие по методу недисперсионной ИК-спектрометрии, в отличие от своих аналогов, имеют более высокие эксплуатационные характеристики.
Они могут использоваться как в помещении, так и на открытом воздухе, и решать одновременно несколько задач (измерять концентрацию СО2, температуру и влажность воздуха).
При необходимости устройства подключаются к компьютеру, обеспечивающему длительную бесперебойную работу и быстрый отклик в широком диапазоне.
AZ Instrument Corp
Следующий известный производитель анализаторов углекислого газа – компания AZ Instrument Corp (Тайвань).
| 7722 | 77-231 | 77-232 |
 |  |  |
| Принцип действия | ||
| NDIR | NDIR | NDIR |
| Диапазон измерения | ||
| 0-9999 ppm | 0-9999 ppm | 0-9999 ppm |
| Точность | ||
| 50 ppm ± 5% | 30 ppm ± 5% | 30 ppm ± 5% |
| Время прогрева | ||
| 120 сек | 120 сек | 120 сек |
| Время отклика | ||
| 30 сек | 30 сек | 30 сек |
| Габаритные размеры (мм) | ||
| 130х85х60 | 130х85х60 | 130х85х60 |
| Блок питания | ||
| 12 В | 12 В | 12 В |
| Предполагаемый срок эксплуатации | ||
| 5 лет | 5 лет | 5 лет |
Все модели датчиков углекислоты компании AZ Instrument Corp оснащаются гигрометром и термометром, позволяющими одновременно с концентрацией СО2 измерять температуру и влажность воздуха, и, при необходимости, компенсировать температурную зависимость.
S+S Regeltechnik
И еще один производитель инфракрасных датчиков – немецкая компания S+S Regeltechnik – производитель контрольно-измерительного, вентиляционного и климатического оборудования (датчиков воды, дыма, тепла, розеток с термостатом и т.д).
| Aerasgard R-CO2 | Aerasgard RTM-CO2 | Aerasgard RFTF-CO2 |
 |  |  |
| Принцип действия | ||
| NDIR | NDIR | NDIR |
| Диапазон измерения | ||
| 0-2000 ppm | 0-2000 ppm | 0-2000 ppm |
| Точность | ||
| 70 ppm ± 5% | 70 ppm ± 5% | 70 ppm ± 5% |
| Время прогрева | ||
| прибл. 1 час | 1 час | 1 часа |
| Время отклика | ||
| 60 сек | 60 сек | 60 сек |
| Габаритные размеры (мм) | ||
| 98х98х33 | 100х100х25 (стальной корпус) | 98х98х33 |
| Блок питания | ||
| 24 В | 24 В | 24 В |
| Предполагаемый срок эксплуатации | ||
| 10 лет | 10 лет | 10 лет |
Самокалибрующиеся энергосберегеющие углекислые датчики компании S+S Regeltechnik являются очень надежными, чувствительными устройствами, не нуждающимися в техническом обслуживании.
Обладая высокой избирательностью и устойчивостью к помехам и вибрации, они используются для мониторинга качества воздуха в закрытых помещениях.
Фото
Читайте также:
Wi-Fi розетки Задача, возложенная разработчиками на изделие – это удаленный контроль запуска/отключения электробытовых приборов, находящихся в доме. Управление происходит при помощи установленного на […]
Датчик газа Газ представляет собой вещество без цвета и запаха, значит обнаружить его в случае утечки или повреждения трубопровода непросто (специализированные службы для обнаружения газа по запаху […]
Отправить ответ