Zaloguj się
Wszystkie
15 lutego 2024
366
Czujnik dwutlenku węgla XENSIV PAS CO2 (PASCO2V01) firmy Infineon zawiera przetwornik fotoakustyczny z detektorem, źródłem podczerwieni i filtrem optycznym na małej płytce drukowanej. Firma udostępnia kilka modułów sprzętowych, umożliwiających rozpoczęcie pracy z tym czujnikiem. Płytka ewaluacyjna XENSIV PAS CO2 Mini Evaluation Board zapewnia dostęp do wszystkich wyprowadzeń czujnika i oferuje wszystkie niezbędne komponenty, potrzebne do jego prawidłowej pracy.
Moduł Shield2Go Adapter for Raspberry Pi umożliwia łatwe dołączanie płytek z serii Shield2Go do komputera jednopłytkowego Raspberry Pi. Zestawy ewaluacyjne EVAL_PASCO2_SENSOR2GO oraz KIT_CSK_PASCO2 pozwalają natomiast na bezpośrednie dołączenie do komputera poprzez gniazdko USB.
Dostarczone darmowe oprogramowanie daje możliwość natychmiastowego rozpoczęcia pracy.
Jakość powietrza we wnętrzach odgrywa kluczową rolę w ochronie zdrowia, gdyż patogeny - przy typowym współczynniku wymiany powietrza w budynkach mieszkalnych i biurowych - pozostają w pomieszczeniach przez wiele godzin. W aplikacjach związanych z monitorowaniem i kontrolą jakości powietrza innowacyjne czujniki CO2 bazujące na spektroskopii fotoakustycznej, zapewniają precyzyjne i ekonomiczne rozwiązania przy małych rozmiarach.
W słabo wentylowanych pomieszczeniach stężenie CO2 gwałtownie wzrasta. Na przykład, na powierzchni około 4 m², zajmowanej przez tylko jedną osobę, wartość CO2 wzrasta z 500 ppm (0,05%) do ponad 1000 ppm (0,1%) w ciągu zaledwie 45 minut. Na tym poziomie bezwonny i bezbarwny gaz może powodować bóle głowy, senność i słabą koncentrację. Począwszy od 2000 ppm (0,2%) wpływa to nawet na zdolności poznawcze człowieka, a wyższe stężenia stwarzają znaczne ryzyko dla zdrowia. W salach lekcyjnych i biurach stężenie CO2 nie powinno przekraczać 1000 ppm. Dla porównania, na świeżym powietrzu na zewnątrz stężenie CO2 wynosi 400 ppm [1].
Jeśli w powietrzu występuje duża ilość wydychanego CO2, znajduje się w nim również duża liczba aerozoli. Wysokie stężenie aerozoli zwiększa z kolei ryzyko infekcji dla wszystkich osób znajdujących się w pomieszczeniu. Szczególnie w czasach covid-19 nabiera to kluczowego znaczenia w biurach, szkołach, sklepach i tym podobnych. Kiedy osoba zarażona koronawirusem kaszle, mówi lub kicha, powstaje spray, składający się z kropelek i aerozoli, który przedostaje się do powietrza w pomieszczeniu, a następnie rozprzestrzenia się.
Ograniczenia istniejących rozwiązań
Dotychczas stosowane były dwa sposoby pomiaru poziomu CO2. Niedyspersyjne czujniki podczerwieni (NDIR) składają się ze źródła światła podczerwonego, komory próbki, filtra spektralnego oraz referencyjnych i absorpcyjnych detektorów podczerwieni (np. SCD30 firmy Sensirion [2]). Drugim typem są czujniki elektrochemiczne (wiele typów).
Sensory otoczenia (typowo w technologii MEMS) wykonują dodatkowo oszacowanie poziomu CO2 i obliczają jego poziom ekwiwalentny eCO2, CO2eq itp. (np. BME688 firmy Bosch [3]).
Czujniki CO2 ze spektroskopią fotoakustyczną
Metoda spektroskopii fotoakustycznej (PAS, ang. Photoacoustic spectroscopy) opiera się na efekcie fotoakustycznym, odkrytym po raz pierwszy przez Alexandra Grahama Bella w 1880 roku [4]. Impulsy światła ze źródła podczerwieni przechodzą przez filtr optyczny, dostrojony specjalnie do długości fali absorpcji CO2 (λ=4,2 μm). Cząsteczki dwutlenku węgla wewnątrz komory pomiarowej absorbują część wypromieniowanego światła, podczas gdy inne cząsteczki nie oddziaływają ze światłem o tym spektrum. Energia pochłonięta przez cząsteczki badanego gazu powoduje ich szybkie nagrzewanie i chłodzenie, generując falę ciśnienia przy każdym impulsie. Nazywa się to efektem fotoakustycznym. Komora absorpcyjna jest akustycznie izolowana od hałasu zewnętrznego.
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
