Proč měřit koncentraci CO₂?

Zdravotní hledisko
ASHRAE (American Society of Heating, Refrigeration, and Air Conditioning Engineers) doporučuje udržovat koncentraci  CO₂ ve školách do 1000ppm, v kancelářském prostředí do 800ppm. Při 1000 až 2000ppm si lidé stěžují na "špatný vzduch" a ospalost. Při 2 000 až 5 000ppm může docházet k bolestem hlavy, slabé koncentraci, ztrátě pozornosti, zvýšenému tepu a mírné nevolnosti. 5 000ppm je limit pro denní expozici (8hod). 

Spotřeba energie
Většina systémů ohřevu, ventilace a klimatizace v budovách (HVAC) recirkuluje značnou část vzduchu v interiéru. Vzduch vydechovaný lidmi obsahuje v průměru 35 000 až 50 000ppm CO₂ (100 krát více než ve venkovním vzduchu). Při nedostatečném větrání se koncentrace CO₂ zvyšuje. Větrání však vyžaduje následné ohřívání nebo chlazení vzduchu, což zvyšuje spotřebu energie.

Řešení je jednoduché – měřit koncentraci CO2 a větrat tak, aby koncentrace CO₂ nepřesáhla doporučenou hodnotu.

Princip NDIR senzoru

NDIR (Non Dispersive Infra-Red) senzor využíva fakt, že molekuly CO₂ absorbují infračervené záření určitých vlnových délek. Čím je koncentrace CO₂ vyšší, tím více záření CO₂ absorbuje. Maximální absorpci CO₂ a minimální absorpci ostatních plynů ve vzduchu má záření s vlnovou délkou 4,3µm.

Zdroj infračerveného záření (žárovka) je umístěn na jednom konci trubice. Na druhém konci jsou umístěny dva snímače s optickými filtry. První senzor (CO₂) má filtr propouštějící záření v pásmu 4,3μm, měří intenzitu záření Id. Druhý senzor (referenční) má filtr propouštějící záření v pásmu, které je minimálně absorbováno plyny ve vzduchu (typicky 4μm), měří intenzitu záření I0.

Naměřená intenzita záření na těchto vlnových délkách je pak spojena s koncentrací CO₂ Beer- Lambertovým zákonem, který je vyjádřen následujícím vzorcem:

Id/I0=e^KCL

Kde Id je intenzita záření v pásmu 4,3µm, I0 je intenzita záření v referenčním kanálu, K je koeficient absorpce pro CO₂, C je koncentrace plynu a L je vzdálenost mezi zdrojem záření a senzory.

Referenční senzor kompenzuje vliv kolísání intenzity zdroje záření. Při změně intenzity se změní shodně Id i I0, takže poměr Id/I0 zůstane nezměněn.

Vlastnosti:

• Kalibrovaný, linearizovaný a teplotně kompenzovaný modul
• Dvousenzorová detekce zaručuje prvotřídní dlouhodobou stabilitu
• Integrovaný senzor vlhkosti a teploty
• Rozsah měření koncentrace CO2 400…10 000ppm
• Přesnost ±(30ppm + 3%)
• Rozhraní I 2 C a UART

Pokud se zajímáte o další produkty značky Sensirion nebo se chcete poradit, rádi Vám pomůžeme na adrese sensirion@soselectronic.com

Download a odkazy:

• Domovská stránka společnosti SOS electronic: http://www.soselectronic.cz/
• SCD30 je více než NDIR CO2 senzor
• SOS electronic na stránkách hw.cz
• Domovská stránka společnosti SENSIRION: https://www.sensirion.com/