二氧化碳傳感器的工作原理是什么？有哪些檢測(cè)方法？

　　其實(shí)早在去年9月，我國(guó)政府在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上就提出：“中國(guó)將提高自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)取于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和?！?/p>

　　首先先來(lái)了解一下“碳達(dá)峰”“碳中和”這兩個(gè)詞是什么意思。

　　碳達(dá)峰：在某一個(gè)時(shí)刻，二氧化碳排放量達(dá)到歷史最高值，之后逐漸回落。

　　碳中和：通過(guò)植樹(shù)造林、節(jié)能減排等形式，抵消自身產(chǎn)生的二氧化碳或溫室氣體排放量，實(shí)現(xiàn)正負(fù)抵消，達(dá)到相對(duì)“零排放”。

　　10年內(nèi)碳達(dá)峰，40年內(nèi)碳中和。這個(gè)目標(biāo)對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，時(shí)間緊、任務(wù)重二氧化碳的 “生命線”很長(zhǎng)，想要在2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，需要提早地進(jìn)行能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。

　　根據(jù)清華大學(xué)氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究院最近的研究報(bào)告，在新的氣候目標(biāo)下，碳強(qiáng)度在2030年相比2015年的下降幅度要超過(guò)65%，2025年末非化石能源在一次能源消費(fèi)占比至少要到20%、2030年末至少要到25%。業(yè)內(nèi)指出，這一模型數(shù)據(jù)尚屬于相對(duì)保守。

　　氣候變化是全球工業(yè)化以來(lái)地球生態(tài)系統(tǒng)面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，地球生態(tài)系統(tǒng)和地球氣候系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到臨界點(diǎn)。2019年5月，全球大氣中CO2月平均濃度達(dá)到414.7×10-6，創(chuàng)下1958年人類有觀測(cè)記錄以來(lái)的新紀(jì)錄，超過(guò)了過(guò)去23年的最高記錄，導(dǎo)致全球平均氣溫升高、冰川消融、海平面上升、極端天氣頻繁等環(huán)境和生態(tài)問(wèn)題。

　　“碳中和”目標(biāo)的出臺(tái)，為我國(guó)未來(lái)綠色低碳發(fā)展擘畫(huà)了宏偉藍(lán)圖。但要看到，與世界主要碳排放國(guó)家的歷史進(jìn)程相比，我國(guó)實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)面臨著巨大的壓力與挑戰(zhàn)。

　　那我們?nèi)绾尾拍苤揽諝庵杏卸嗌俣趸?，如何監(jiān)測(cè)全國(guó)各地的碳排放情況呢?

　　這就需要通過(guò)相關(guān)儀器設(shè)備來(lái)對(duì)溫室氣體的濃度或體積進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和測(cè)算二氧化碳排放量。

　　聚英電子二氧化碳傳感器是一種檢測(cè)二氧化碳濃度的設(shè)備，內(nèi)置高靈敏度氣體檢測(cè)探頭，具有反應(yīng)迅速、靈敏度高、信號(hào)穩(wěn)定的特點(diǎn);監(jiān)測(cè)量程默認(rèn)為0~5000ppm之間，自帶溫度補(bǔ)償，受溫度影響小，搭配聚英物聯(lián)網(wǎng)主機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)記錄分析、遠(yuǎn)程報(bào)警、智能聯(lián)動(dòng)功能。

　　二氧化碳傳感器報(bào)警值

　　二氧化碳密度較空氣大，當(dāng)二氧化碳少時(shí)對(duì)人體無(wú)危害，但其超過(guò)一定量時(shí)會(huì)影響人(其他生物也是)的呼吸，原因是血液中的碳酸濃度增大，酸性增強(qiáng)，并產(chǎn)生酸中毒。

　　二氧化碳濃度含量會(huì)影響人類的生活作回息，整理出二氧化碳濃度含量與人體生理反應(yīng)如下：

　　·350～450ppm：同一般室外環(huán)境

　　·350～1000ppm：空氣清新，呼吸順暢。

　　·1000～2000ppm：感覺(jué)空氣渾濁，并開(kāi)始覺(jué)得昏昏欲睡。

　　·2000～5000ppm：感覺(jué)頭痛、嗜睡、呆滯、注答意力無(wú)法集中、心跳加速、輕度惡心。

　　·大于5000ppm：可能導(dǎo)致嚴(yán)重缺氧，造成永久性腦損傷、昏迷、甚至死亡。

　　所以二氧化碳濃度傳感器濃度一般報(bào)警值設(shè)置1000ppm

　　二氧化碳傳感器檢測(cè)方法

　　大氣的嚴(yán)重污染讓測(cè)量氣體濃度的技術(shù)和儀器不斷出現(xiàn)和發(fā)展。其中包括化學(xué)傳感器、陶瓷傳感器及各種類型的電化學(xué)傳感器，以及測(cè)量濕度的溫濕度記錄儀，二氧化碳變送器等等。每種傳感器適用于一定的應(yīng)用領(lǐng)域，但需要經(jīng)常校準(zhǔn)，并且只能在清潔的環(huán)境中工作。傳統(tǒng)的CO2傳感器對(duì)于像CO2這樣的不可燃?xì)怏w的測(cè)量尤其困難，化學(xué)傳感器很難勝任這項(xiàng)工作，使用壽命也很短。其他的各種間接測(cè)量方法，由于它們通常不僅僅對(duì)一種氣體組成度敏感。所以其精度很低且漂移量也較大。與化學(xué)二氧化碳傳感器相比，光學(xué)測(cè)量?jī)x器有許多優(yōu)點(diǎn)，但其昂貴的價(jià)格也確實(shí)降低了它的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。不過(guò)，隨著產(chǎn)品集成化程度的提高，其生產(chǎn)成本也正在降低。

　　這種CO2傳感器的工作原理是：采用了單束雙波長(zhǎng)非發(fā)散性紅外線洲量方法，其獨(dú)特之處在于它的濾光鏡——1種袖珍電子調(diào)諧干擾儀。這種濾光銑保證了它所透過(guò)的光波波長(zhǎng)的精確性和穩(wěn)定性，避免了由于濾光鏡廈探剎器不匹配而發(fā)生的問(wèn)題及傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式濾光鏡所產(chǎn)生的磨損。本文所要討論的是光學(xué)測(cè)量方法中的一種即發(fā)散性紅外線測(cè)量。

　　各種氣體都會(huì)吸收光。不同的氣體吸收不同波長(zhǎng)的光，比如CO2就對(duì)紅外線(波長(zhǎng)為4.26m)最敏感。二氧化碳分析儀通常是把被測(cè)氣體吸入一個(gè)測(cè)量室，測(cè)量室的一端安裝有光源而另一端裝有濾光鏡和探測(cè)器。濾光鏡的作用是只容許某一特定波長(zhǎng)的光線通過(guò)。探測(cè)器則測(cè)量通過(guò)測(cè)量室的光通量。探測(cè)器所接收到的光通量取決于環(huán)境中被測(cè)氣體的濃度。

　　基于非發(fā)散性紅外線氣體檢測(cè)原理的測(cè)量方法主要有3種：?jiǎn)喂馐鴨尾ㄩL(zhǎng)測(cè)量、雙光束雙波長(zhǎng)測(cè)量和單光束雙波長(zhǎng)測(cè)量。

　　單光束單波長(zhǎng)測(cè)，顧名思義，這種CO2傳感器測(cè)量?jī)x器只能提供單一波長(zhǎng)的光線。在上述3種測(cè)量方法中它的性能最差，其穩(wěn)定性極易受到諸如燈泡老化、灰塵污染及光線發(fā)射特性變化等因素的影響。目前在市場(chǎng)上銷售的許多種單束單波，長(zhǎng)測(cè)量?jī)x器的穩(wěn)定性都不很理想此外，溫度的變化也會(huì)影響其穩(wěn)定性。但這種儀器的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單機(jī)械性能可靠且價(jià)格低廉。

　　雙光束雙波長(zhǎng)測(cè)，這種可燃?xì)怏w檢測(cè)儀器備有2個(gè)光度通道，1個(gè)探測(cè)器及2個(gè)濾光鏡，與前一種儀器比較，其精度和穩(wěn)定性都有所提高，但相應(yīng)的它的價(jià)格也較高。此外為r提高其工作溫度范圍，2個(gè)探測(cè)器必須完全匹配。在實(shí)際應(yīng)用中，2個(gè)光波通道受到的灰塵污染程度同樣也會(huì)給這類測(cè)量?jī)x器帶來(lái)因非對(duì)稱污染而精度失準(zhǔn)的問(wèn)題。