SCD30 je viac než NDIR CO2 senzor

Prečo merať koncentráciu CO₂?

Zdravotné hľadisko
ASHRAE (American Society of Heating, Refrigeration, and Air Conditioning Engineers) odporúča udržiavať koncentráciu CO₂ v školách do 1000ppm a v kancelárskom prostredí do 800ppm. Pri 1000 až 2000ppm sa ľudia sťažujú na „zlý vzduch“ a ospalosť. Pri 2 000 až 5 000ppm môže dochádzať k bolestiam hlavy, slabej koncentrácii, strate pozornosti, zvýšenému tepu a miernej nevoľnosti. 5 000ppm je limit pre dennú expozíciu (8hod). 

Spotreba energie
Väčšina systémov ohrevu, ventilácie a klimatizácie v budovách (HVAC) re-cirkuluje značnú časť vzduchu v interiéri. Vzduch vydychovaný ľuďmi obsahuje v priemere 35 000 až 50 000ppm CO₂ (100 krát vyššia ako vo vonkajšom vzduchu). Bez adekvátneho vetrania sa koncentrácia CO₂ zvyšuje. Vetranie si však vyžaduje následné ohrievanie alebo chladenie vzduchu, čo zvyšuje spotrebu energie.

Riešenie je jednoduché – merať koncentráciu CO2 a vetrať tak, aby koncentrácia CO₂ nepresiahla odporúčanú hodnotu.

Princíp NDIR senzora

NDIR (Non Dispersive Infra-Red) senzor využíva fakt, že molekuly CO₂ absorbujú infračervené žiarenie určitých vlnových dĺžok. Čím je koncentrácia CO₂ vyššia, tým viac žiarenia CO₂ absorbuje. Maximálnu absorpciu CO₂ a minimálnu absorpciu ostatných plynov vo vzduchu má žiarenie s vlnovou dĺžkou 4,3µm.

Zdroj infračerveného žiarenia (žiarovka) je umiestnený na jednom konci trubice. Na druhom konci sú umiestnené dva snímače s optickými filtrami. Prvý senzor (CO₂) má filter prepúšťajúci žiarenie v pásme 4,3µm, meria intenzitu žiarenia Id. Druhý senzor (referenčný) má filter prepúšťajúci žiarenie v pásme, ktoré je minimálne absorbované plynmi vo vzduchu (typicky 4µm), meria intenzitu žiarenia I0.


Nameraná intenzita žiarenia na týchto vlnových dĺžkach je potom spojená s koncentráciou CO₂ Beer-Lambertovým zákonom, ktorý je vyjadrený nasledujúcim vzorcom:

Id/I0=e^KCL

kde Id je intenzita žiarenia v pásme 4,3µm, I0 je intenzita žiarenia v referenčnom kanále, K je koeficient absorpcie pre CO₂, C je koncentrácia plynu a L je vzdialenosť medzi zdrojom žiarenia a senzormi.

Referenčný senzor kompenzuje vplyv kolísania intenzity zdroja žiarenia. Pri zmene intenzity sa zmení rovnako Id aj I0, takže pomer Id/I0 zostane nezmenený.

Ak sa zaujímate o ďalšie produkty značky Sensirion, alebo sa chcete poradiť, radi vám pomôžeme na adrese sensirion@soselectronic.com