Implementazione di sensori di CO2 miniaturizzati di Sensirion per un monitoraggio accurato della qualità dell’aria interna

Sensori di CO₂ di Sensirion: Misura basata sulla conducibilità termica

I sensori STC31-C e STCC4 di Sensirion misurano la conducibilità termica e la utilizzano per determinare la concentrazione di gas. Essendo non selettivi, i sensori non sono in grado di distinguere quale gas specifico abbia causato la variazione della conducibilità termica, ma il metodo di misurazione consente un uso efficace in ambienti interni e in atmosfere controllate in cui la composizione del gas è nota.

Proprietà ambientali

• Il gas target (CO₂) è presente in una miscela nota di gas (aria).
• Composizione dell’aria prevista: Azoto: 78,08% (TC = 25,6), Ossigeno: 20,95% (TC = 26,1), Argon: 0,93% (TC = 17,8), Anidride carbonica: 0,04% (TC = 17). Il TC è espresso in mW/m.K a 25°C. La concentrazione di altri gas nell’aria è troppo bassa per influenzare la conducibilità termica.
•  Le variazioni della conducibilità termica sono causate esclusivamente dalle variazioni della concentrazione di CO₂. 

Queste condizioni sono soddisfatte sia in ambienti interni che in ambienti controllati in cui la CO₂ viene introdotta intenzionalmente.

La conducibilità termica è influenzata principalmente dalla temperatura, mentre l’umidità e la pressione atmosferica hanno effetti minori. Il sensore Sensirion STC31-C consente di inserire temperatura, umidità relativa (RH) e pressione per migliorare l’accuratezza delle misure, mentre il sensore STCC4 supporta gli ingressi per RH e temperatura.

Sensore STCC4

Il sensore STCC4 è adatto alla misurazione della concentrazione di CO₂ in ambienti interni, è ottimizzato per un intervallo di 400-5.000 ppm (0,04-0,5%) e dovrebbe essere disponibile nel quarto trimestre del 2024.

Applicazioni tipiche

• Monitor della qualità dell’aria interna, termostati intelligenti, sistemi HVAC e altro ancora.

Specifiche preliminari

• Campo di misura della CO2: 400– 5.000 ppm;
• accuratezza: ± (100 ppm + 10%) del valore misurato;
• tensione di alimentazione: 3.3 V;
• corrente media di alimentazione: 850 uA, corrente massima di alimentazione: 5 mA;
• interfaccia: I²C;
• dimensioni (L x L x A): 4 x 3 x 1.2 mm.

Sensore STC31-C

Il sensore STC31-C è adatto a misurare concentrazioni di CO₂ comprese tra l’1% e il 100%, comunemente presenti in atmosfere controllate.

Applicazioni tipiche

• Trasporto di merci deperibili. La CO₂ è tipicamente mantenuta tra l’1-20%.
• Bioreattori e incubatori. Mantenere costanti i livelli di CO₂ e di umidità per una coltivazione ottimale delle cellule.
• Supermercati/Industria. Utilizzato nei sistemi di raffreddamento a CO₂ e nei sistemi antincendio.
• Industria enologica/birraria. Sonde di controllo della fermentazione, sicurezza dell’operatore.
• Test del respiro: Fornisce una semplice conferma sì/no sull’origine umana del campione respiratorio.
• Analisi del respiro: La misurazione precisa della CO₂ nel respiro è possibile, ma richiede un notevole sforzo di sviluppo. Sensirion è in grado di supportare progetti su larga scala con oltre 6.000 sensori

Specifiche STC31-C

• 4 modelli di ambiente selezionabili: 0-40% CO₂ in aria, 0-100% CO₂ in aria, 0-40% CO₂ in N2 e 0-100%CO₂ in N2;
• accuratezza: ±0,2-2,0% (per i dettagli, consultare la scheda tecnica);
• consumo energetico bassissimo
• modalità di misurazione: 3 mA tipici a 3,3 V;
• modalità inattiva: 50 µA tipici a 3,3 V;
• modalità di sospensione: 1 µA massimo a 3,3V;
• tempo di risposta rapido (τ63): < 0,5 secondi;
• interfaccia I²C;
• 4 indirizzi I²C configurabili tramite una resistenza tra il pin ADDR e VDD;
• retrocompatibile con STC31;
• confezione 12-QFN, 3,5 x 3 x 1 mm.