سنسور دی اکسید کربن (CO2 Sensor)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سنسور دی اکسید کربن (CO2 Sensor) :
سنسور دی اکسید کربن (CO₂) برای اندازه گیری غلظت گاز دی اکسید کربن در هوا یا گازهای دیگر استفاده می شود. اندازه گیری CO₂ در سیستم های تهویه مطبوع (HVAC) برای کنترل کیفیت هوای داخل ساختمان، در گلخانه ها برای بهینه سازی رشد گیاهان، در صنایع غذایی برای بسته بندی با اتمسفر اصلاح شده (MAP)، و در پایش گازهای خروجی صنایع کاربرد حیاتی دارد. سه فناوری اصلی برای سنسورهای CO₂ وجود دارد: NDIR (غیرپاشنده فروسرخ)، الکتروشیمیایی، و شیمیایی (رنگ سنجی).
سنسور CO₂ از نوع NDIR: رایج ترین و دقیق ترین روش. مولکول CO₂ دارای یک باند جذب قوی در طول موج ۴.۲۶ میکرومتر است. در سنسور NDIR، یک منبع نور فروسرخ به یک محفظه گاز می تابد و نور عبوری پس از عبور از یک فیلتر باند باریک (۴.۲۶ میکرومتر) به یک آشکارساز (ترموپایل یا پیروالکتریک) می رسد. با افزایش غلظت CO₂، نور بیشتری جذب شده و سیگنال آشکارساز کاهش می یابد. طبق قانون بیر-لامبرت، غلظت گاز محاسبه می شود. این سنسورها دارای عمر طولانی، پایداری خوب و انتخاب پذیری بالا هستند.
سنسور CO₂ الکتروشیمیایی: شامل یک الکترود حسگر و یک الکترولیت است که با CO₂ واکنش داده و جریان الکتریکی تولید می کند. این نوع سنسورها کوچک تر و کم مصرف تر از NDIR هستند، اما عمر کوتاه تری دارند و تحت تأثیر رطوبت و دما قرار می گیرند.
سنسور CO₂ رنگ سنجی: از یک ماده شیمیایی که در حضور CO₂ تغییر رنگ می دهد استفاده می کند. با اندازه گیری تغییر رنگ (با فتودیود) می توان غلظت را تخمین زد. این سنسورها ارزان و کوچک هستند، اما دقت و عمر محدودی دارند.
مزایا (NDIR):
دقت و پایداری بالا.
عمر طولانی (تا ۱۵ سال).
انتخاب پذیری خوب.
معایب (NDIR):
هزینه بالاتر.
اندازه نسبتا بزرگ.
مصرف توان نسبتا بالا (به دلیل منبع نور).
\[ I = I_0 e^{-\alpha C L} \]کاربردها: سیستم های تهویه مطبوع هوشمند (کاهش مصرف انرژی)، گلخانه ها (بهبود رشد گیاهان)، صنایع غذایی (کنترل بسته بندی)، پایش محیط زیست (اندازه گیری آلودگی هوا)، و پزشکی (کاپنوگرافی - CO₂ بازدمی).
