Snímače CO2: přehled, design, výrobci

Navzdory skutečnosti, že při používání slovo "vzduch" je často nahrazeno "kyslíkem", ve skutečnosti to není jeho jediná složka. In složení vzduchu pouze 21% kyslíku a téměř 79% dusíku. A pouze 0,03% je hladina CO2 ve vzduchu. Tento plyn je však nezbytný pro živé organismy. S tím souvisí význam použití senzorů CO2 k měření koncentrace.

Potřeba snímačů

V mnoha případech je koncentrace oxid uhličitý - CO2 se měří ne jako procento, ale v ppm.

Pokud se hladina tohoto plynu ve vzduchu zvyšuje, začne se člověk cítit ospalost, únavu, ucpanost, ztráta koncentrační funkce, ztráta pozornosti, nadměrná podrážděnost a snížení účinnosti.

Silné zvýšení koncentrace tohoto plynu vede k astmatickým záchvatům nebo dokonce ke ztrátě vědomí.

Výměna plynu v buňkách

V uzavřených nevětraných místnostech ve vzduchu je nedostatek kyslíku a nadbytek oxidu uhličitého. Současně se člověk začne spotřebovat zbývající kyslík ve velkém objemu, čímž více saturají vzduch oxidem uhličitým. Jeho difúzní kapacita je 25-30krát vyšší než u kyslíku, což činí osobu citlivější na svůj přebytek.

Normální výměna plynu v lidském těle nastává pouze při optimální hodnotě parciálního tlaku oxidu uhličitého v krvi.

Změna této hodnoty v jakémkoli směru přispívá k tomu, že přenos kyslíku do buněk se zhoršuje. Při zadržování dechu se přenos oxidu uhličitého nezastaví; hluboký dech poté, co je to způsobeno zvýšením parciálního tlaku CO2.

Takže přítomnost osoby na dlouhou dobu v místnosti s vysokou koncentrací oxidu uhličitého přispívá k vzniku negativních důsledků. Proto byl vždy kladen důraz na potřebu větrání prostoru pro větrání. Snímač CO2 umožňuje ovládání výměny vzduchu.

Klasifikace senzorů

Zdrojem energie jsou snímače CO2 klasifikovány do:

• stacionární, které pracují z obvyklé elektrické sítě, instalace je možné provádět na stěnách, stoly, podlahách a vzduchových kanálech;
• autonomní, které pracují na úkor energie baterie.

V potrubích se koncentrace CO2 určuje pomocí kanálových snímačů, v kancelářských a obytných prostorách - pokojových čidel.

Pokročilé senzory schopné řízení ventilační systémy nastavením průtoku čerstvého vzduchu a kalibrací v otevřených prostorách.

V moderních zařízeních tohoto druhu je možné kontrolovat nejen úroveň znečištění plynem oxidem uhličitým, ale i teplotní a vlhkostní podmínky, některé modely mohou informovat o vzhledu kouře v místnosti.

Zařízení na analýzu plynů z oxidu uhličitého

Nedisperzní zařízení je vybavena světelnými filtry nebo přijímači, jejichž princip činnosti je podobný jako první. Také v tomto zařízení je pracovní komora, ze které proudí vzduch do dalšího přijímače.

Zdrojem záření může být infračervený laser, LED, vyhřívaná cívka.

V infračervených senzorech se používají selektivní přijímače, polovodičové prvky, bolometry a termopoly. V selektivním přijímači se používá ne-monochromatické záření, v ostatních případech jsou senzory vybaveny rušivými nebo plynovými filtry. U některých modelů se používá kombinovaný filtr, který sestává ze dvou, z nichž jeden prochází pásem IR daného rozsahu a druhý ne.

Neshoda signálu se provádí pomocí výpočetního zařízení a předřazeného detektoru umístěného za filtrem.

Ty senzory, které jsou navrženy pro práci v otevřených prostorech, jsou vyrobeny z PC polykarbonátu. Pro práci v interiéru se používají akrylonitril-butadien-styrenové zařízení, protože mají nižší rázovou odolnost a nižší teplotní rozsah.

Snímače oxidu uhličitého jsou schopny selektivně absorbovat molekulu CO2. Disperzní snímače používají jedno vlnové záření přijaté monochromatografem.

Provoz

Jsou umístěny v oblasti přímého servisu nebo odvodu spalin.

Aby se zabránilo výměně plynu mezi kyslíkem vzduchového potrubí a analyzátorem, musí být těleso tohoto zařízení izolováno.

Aby byly informace dostupné ze snímačů, jsou v osvětleném prostoru umístěny v optimální výšce.

Pokud je hladina CO2 stanovena na volném prostranství, je po odstranění zařízení podle pokynů odfouknuto.

Známé problémy

V případě, že je přístroj vystaven vlivu větru, prachu, srážek, vibrací, páření, musí být instalován přímo před něj.

Pokud se do přístroje dostane voda, může selhat. Ve většině případů se účinek vody rozšiřuje na konce vodičů, protože zařízení má poměrně těsný kryt. Pak existuje riziko koroze, oslabení připojení terminálu. Abyste tomu zabránili, je třeba ošetřit antikorozní kapaliny a zablokované porty, které se momentálně nepoužívají.

Větrání několika místností s jedním čidlem

Pro tento účel lze použít snímače ZENIT a ZENIT HECO pro napájení a odsávání, jakož i spotřební zařízení I-VENT a CAPSULE.

Proporcionální ventil je instalován na vstupním kanálu v každé místnosti. V přítomnosti výfuku v každém pokoji je umístěn podobný ventil. Pro každý kanál výfuku nebo dokonce pro pokoj je instalován samostatný snímač CO2, na kterém je systém VAV namontován výrobcem.

Když osoba vstoupí do krytých prostor, senzor detekuje zvýšení koncentrace oxidu uhličitého. Proporcionální ventil má elektrický pohon, na jehož základě je nastavena výměna vzduchu.

V tomto případě je kvalita vzduchu v místnosti udržována na nejvyšší úrovni. Koncentrace CO2 ve vzduchu je v optimálních hodnotách.

Jak lidé vstupují do budov a vystupují z nich s výměnou vzduchu ovládanou snímači, zvyšují nebo snižují optimální hodnoty.

V odsávacím kanálu je možné použít namísto několika snímačů místo jednoho, ale jedno zařízení zaznamenává celkovou koncentraci pro všechny místnosti s jedním výfukovým ventilátorem. Vzduchotechnika bude regulována stejně, což není vždy opodstatněné.

Větrání jedné místnosti jedním snímačem

K tomu instalujte pouze senzor CO2 ve výfukovém potrubí (instalace provádí výrobce). Výměna vzduchu je regulována automaticky. Stejné značky mohou být použity jako senzory jako pro větrání několika místností.

Tím vzniká systém větrání s optimálním výkonem, plně automatizovaný, vyznačující se nízkými provozními náklady.

Výpočet ventilačního systému pro oxid uhličitý

Pro výpočet je nutné mít informace o hladině plynu, který se zkoumá mimo okno, o toku člověka ve zkušebnách, o tom, jakou fyzickou aktivitu zaujímají lidé v těchto místnostech ao jaké koncentraci oxidu uhličitého je potřeba.

Aby se kompenzovalo uvolňování CO2 každou osobou, vypočte se výměna vzduchu podle vzorce L = (G × 550) / (X ₂ -X ₁ ). Provádíme potřebná vysvětlení:

• L - výměna vzduchu, m ³ / h;
• X ₁ - úroveň oxidu uhličitého ve vstupním vzduchu, ppm;
• X ₂ - MAC CO2 ve vzduchu v místnosti, ppm;
• G je objem oxidu uhličitého emitovaného každou osobou, l / h;
• 550 je koeficient použitý k převedení X ₁ a X ₂ na g / m ³ z ppm.

Uvolňování oxidu uhličitého u každého člověka dosahuje průměrně 23 l / h, zatímco ve větším objemu se při těžké fyzické práci (až 63 l / h), lehké práci (až 36 l / h) a chůzi (až 33 l / h) zaznamenávají sekrety. Nejmenší množství tohoto plynu se uvolňuje během spánku (12 l / h), sedavé a kancelářské práce (15-18 l / h).

Koncentrace tohoto plynu ve venkovských oblastech je 332 ppm. Města jsou více znečištěná. Takže v malých městech s počtem obyvatel až 300 tisíc lidí je tato hodnota 409 ppm a ve městech s větší populací - 511 ppm.

Kvalita ovzduší v obytných a kancelářských prostorách podle DIN EN 13779

Tento regulační dokument stanoví klasifikaci přebytku obsahu CO2 v místnosti v závislosti na koncentraci vnějšího vzduchu.

Zde je zjištěno, že kvalitní vzduch má typický rozsah <400 ppm, středně kvalitní vzduch - 400-600 ppm, dostatečně kvalitní vzduch - 600-1000 ppm, nekvalitní vzduch -> 1000 ppm.

Ovládání vzduchu

Účinnost provozu ventilátoru výfuku závisí na tom, jak efektivně jsou měření provedena snímačem oxidu uhličitého. V době, kdy je v místnosti spousta lidí, měl by ventilační systém fungovat na hranici svých možností. Jak se počet osob v místnosti snižuje, přívod vzduchu by měl postupně klesat, dokud se přívod vzduchu úplně nezastaví. Toho lze dosáhnout použitím po sobě jdoucích cyklů zapínání a vypínání několika ventilátorů nebo případného použití ventilátorů s dvourychlostním elektrickým pohonem a také s dynamickým poklesem nebo zvýšením počtu otáček elektrických pohonů ventilátorů s regulací kmitočtu. Poslední metoda je nejvýhodnější.

Zvažte některé senzory koncentrace oxidu uhličitého vyrobeného v Rusku, stejně jako zahraniční.

Snímače hladiny CO2 SenceAir

Tato švédská společnost je světovým lídrem v navrhování a výrobě uvažovaných typů analyzátorů plynu. Zařízení vyrobená touto společností se vyznačují vysokými výkonnostními vlastnostmi. Mohou být připojeny k počítači, což může vést k dlouhodobému provozu těchto zařízení. Rozsah měření je až 5000 ppm s přesností 30 ppm. Použité snímač NDIR.

Detektor oxidu uhličitého od společnosti "Master Kit"

Toto zařízení je podle výrobce schopno stanovit koncentraci CO2 v rozmezí od 0 do 3000 ppm s přesností měření od 0 do 2000 ppm v oblasti 10% (u velkých hodnot není přesnost vyznačena).

Přístroj by měl být provozován při teplotě +25 ° C. Pokud teplota neodpovídá, je třeba provést příslušné opravy. Použití zařízení nelze provádět při teplotě t, překračující +50 ° C a pokud je nižší než 0 ° C. Tento parametr se měří pomocí dotyčného detektoru. Teplota může být vyjádřena jak ve stupních Celsia, tak ve stupních Fahrenheita.

Přístroj má indikátory LED, které ukazují úroveň znečištění plynem oxidem uhličitým: zelená v koncentraci až 800 ppm, žlutá - od 800 do 1200 ppm, červená - na úrovni vyšší než 1200 ppm. Tyto informace jsou uvedeny na krabici se zařízením.

Země výroby je Čína. Zařízení je doplněno kabelem USB a pokyny, které jsou uvedeny v ruštině. Kabel je vyžadován pro napájení zařízení. Ovládání tohoto zařízení vyžaduje použití "nativního" USB kabelu, protože ne všichni se zde vejde.

Životnost snímače je 5-10 let.

Kalibrace je třeba provést každé tři roky. K tomu, stejně jako k vykreslení grafů z dat získaných pomocí detektoru, je k dispozici speciální program dostupný pro operační systém Windows a zdrojové kódy pro rodinu OS (GNU / Linux) vytvořené nezávislým programátorem, které společnost nepodporuje.

Snímač není chemikálie, ale senzor NDIR, který se týká moderních zařízení.

Navržený snímač CO2 pro domácí použití. To je kvůli protože má nízkou přesnost 100 ppm.

Domácí zařízení

LLC Kvazar vyrábí spoustu analyzátorů plynu, včetně snímače CO2 pod značkou OKA-T-CO2.

Tento snímač je namontován na DIN lištu. Indikátory indikace - digitální.

Stejně jako cizí analogy, má rozhraní pro komunikaci s počítačem.

Na rozdíl od cizích analogů se toto zařízení neuplatňuje v ppm, ale v objemových procentech. Rozsah měření je od 0 do 5. U zařízení s hodnotou 0,5% je signál, který můžete nastavit. Relativní chyba zařízení je podle výrobce 25%, což je poměrně hodně ve srovnání s předchozími zvažovanými modely.

Ověření by mělo být prováděno každoročně. Výhodou je široký rozsah teplot - od -40 ° C do +50 ° C.

Na závěr

Senzory oxidu uhličitého zobrazují informace v digitální podobě. Je nutné, aby člověk byl vždy v dobré kondici, cítil se dobře. Existují podobná zařízení jak v zahraniční, tak v domácí výrobě.