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CO2

Was ist ein CO2-Sensor?

Ein Kohlendioxid- oder CO2-Sensor ist ein Instrument zur Messung von Kohlendioxidgas. Die gängigsten Prinzipien für CO 2 -Sensoren sind Infrarotgassensoren (NDIR) und chemische Gassensoren. Die Messung von Kohlendioxid ist wichtig für die Überwachung der Raumluftqualität.

Welche Arten von CO2-Sensoren gibt es?

NDIR CO2-Sensor

NDIR-Sensoren sind spektroskopische Sensoren zum Nachweis von CO2 in einer gasförmigen Umgebung anhand seiner charakteristischen Absorption. Die Schlüsselkomponenten sind eine Infrarotquelle, eine Lichtröhre, ein Interferenzfilter (Wellenlänge) und ein Infrarotdetektor. Das Gas wird in die Lichtröhre gepumpt oder diffundiert und die Elektronik misst die Absorption der charakteristischen Wellenlänge des Lichts. NDIR-Sensoren werden am häufigsten zur Messung von Kohlendioxid verwendet. Die besten von ihnen haben eine Empfindlichkeit von 20 bis 50 ppm. Typische NDIR-Sensoren kosten zwischen 80 und 1000 Euro.

NDIR-CO2-Sensoren werden auch für gelöstes CO2 für Anwendungen wie die Karbonisierung von Getränken, die pharmazeutische Fermentation und die CO2-Speicherung verwendet. In diesem Fall werden sie an eine ATR-Optik (abgeschwächte Totalreflexion) gekoppelt und messen das Gas in situ. Zu den neuen Entwicklungen gehört die Verwendung von IR-Quellen aus mikroelektromechanischen Systemen (MEMS), um die Kosten dieses Sensors zu senken und kleinere Geräte zu entwickeln (z. B. für den Einsatz in Klimaanlagen).

Eine andere Methode (Henry-Gesetz) kann auch verwendet werden, um die Menge an in einer Flüssigkeit gelöstem CO2 zu messen, wenn die Menge an Fremdgas unbedeutend ist.

Chemische CO2-Sensoren

Die chemischen CO2-Sensoren mit empfindlichen Schichten auf Basis von Polymer oder Heteropolysiloxan haben den Hauptvorteil, dass sie einen sehr geringen Energieverbrauch haben und in der Größe reduziert werden können, um sich an Systeme anzupassen, die auf Mikroelektronik basieren. Im Gegenzug sind die kurz- und langfristigen Drifteffekte sowie eine relativ kurze Gesamtlebensdauer im Vergleich zum NDIR-Messprinzip große Hindernisse. Die GUILCOR CO2-Sensoren sind vor dem Versand ab Werk vollständig kalibriert. Im Laufe der Zeit muss der Nullpunkt des Sensors kalibriert werden, um die Langzeitstabilität des Sensors aufrechtzuerhalten.

Geschätzter CO2-Sensor

Für Innenräume wie Büros oder Turnhallen, in denen die Hauptatmosphäre die menschliche Atmung ist, die Größenänderung bestimmter Mengen, die leichter zu messen sind, wie z. B. die Konzentrationen flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) und Wasserstoffgas (H2) bietet einen ausreichend guten Schätzer für die aktuelle CO 2 -Konzentration für Belüftung und Belegung. Sensoren für diese Substanzen können unter Verwendung der kostengünstigen (~ 2 USD) Technologie von Metalloxid-Halbleiter-MEMS (MOS) hergestellt werden. Der von ihnen erzeugte Messwert wird als geschätztes CO20 (eCO2) oder CO2-Äquivalent (CO2-Äquivalent) bezeichnet. Obwohl die Messwerte auf lange Sicht tendenziell gut genug sind, wird die Zuverlässigkeit durch die Einführung nicht-respiratorischer Quellen von VOC oder CO2, wie z. B. das Zerkleinern von Früchten oder die Verwendung von Parfüm, beeinträchtigt. H2-basierte Sensoren sind weniger empfindlich, da sie spezifischer für die menschliche Atmung sind, obwohl die Bedingungen, unter denen der Wasserstoff-Atemtest zur Diagnose eingerichtet wird, sie ebenfalls stören.

CO2-Sensoranwendungen

- Modifizierte Atmosphären
- Raumluftqualität
- Keller- und Gasspeicher
- Marineschiffe
- Gewächshäuser
- Deponiegas
- Enge Räume
- Luft- und Raumfahrt
- Gesundheitswesen
- Gartenbau
- Verkehr
- Kryotechnik
- Lüftungsmanagement
- Bergbau
- Recycler
- Entkoffeinierung
- Zum Zählen der menschlichen Besetzung in Innenräumen

Für HLK-Anwendungen können CO2-Sensoren verwendet werden, um die Luftqualität und den persönlichen Bedarf an Frischluft zu überwachen. Die indirekte Messung des CO2-Gehalts bestimmt die Anzahl der Personen in einem Raum und die Belüftung kann entsprechend angepasst werden.