In gelösten CO2-Sensoren, NDIR (nicht-diffuser Infrarot) und Fluoreszenzmethode als zwei Kerntechnologien, jeweils mit dem Prinzip der optischen Absorption und Fluoreszenzschluss als Kern, um ein hochpräzises, hochstabiles Überwachungssystem aufzubauen.
NDIR-Technologie: Infrarot-Absorption basierend auf molekularen "Fingerabdrücken"
Der Kern der NDIR-Technologie liegt in der Nutzung der starken Absorptionseigenschaften von CO2-Molekülen für bestimmte Wellenlängen von Infrarotlicht. Wenn das 4,26 μm Wellenlängenlicht, das von einer Infrarotlichtquelle ausgestrahlt wird, durch eine CO2-haltige Gaskammer passiert, werden die Gasmoleküle diese Wellenlängenlicht selektiv absorbieren und die verbleibende Lichtintensität wird vom Detektor empfangen, nachdem sie durch einen Schmalbandfilter passiert hat. Gemäß dem Lambert-Beer-Gesetz ist der Grad der Lichtdämpfung linear mit der CO2-Konzentration in Beziehung, und der Sensor kann die Konzentration genau berechnen, indem er eine Änderung der Lichtintensität erkennt und durch einen Algorithmus umgekehrt. Zum Beispiel verwendet der WS300-Sensor ein Doppelkanal-Design, um durch die Messung der Differenz in der Lichtintensität zwischen dem Kanal und dem Referenzkanal eine Echtzeit-Selbstkalibrierung zu erreichen, um den Einfluss von Faktoren wie Lichtverlust und Umgebungsstörungen zu beseitigen und langfristig eine ausgezeichnete Stabilität zu erzielen. Sein Hauptvorteil besteht in der starken Störungsbeständigkeit, die für Lebensmittel und Getränke, Umweltüberwachung und andere Szenarien geeignet ist, aber das Volumen ist groß und die Gaskammer regelmäßig gereinigt werden muss, um Verschmutzung zu verhindern.
Fluoreszenzmethode: Schnelle Reaktion basierend auf Fluoreszenzschluss
Fluoreszenzsensoren ermöglichen die Messung durch die Erkennung der Energieübertragungseffekte von Fluoreszenzstoffen nach Kollisionen mit CO2-Molekülen. Die mit der Sondeoberfläche beschichteten Fluoreszenzmittel wie Palladium-Komplexe emittieren rot Licht, wenn sie durch blaues Licht angeregt werden, während CO2-Moleküle die Fluoreszenz abrupt auslöschen, was zu einer verkürzten Fluoreszenzlebensdauer führt. Der Sensor berechnet die Konzentration in Kombination mit der Stern-Volmer-Gleichung durch die Messung der Fluoreszenzlaufzeit. Zum Beispiel haben fluoreszierende Sensoren mit gelöstem Sauerstoff eine Reaktionszeit von 30 Sekunden erreicht, CO₂-Sensoren haben ebenfalls schnelle Reaktionseigenschaften und benötigen keine Elektrolyten oder Peroxidmembranen und niedrige Wartungskosten. Sein Hauptvorteil liegt in der kompakten Größe, Verbrauchsstofffreiheit, geeignet für tragbare Prüfung, Bodenlose Anbau und andere Szenarien, aber die Genauigkeit ist etwas niedriger als NDIR und anfällig für starke Lichtstörungen.
Technischer Vergleich und Auswahl
NDIR-Technologie mit hoher Präzision und langer Lebensdauer, geeignet für feste Installationsszenarien; Die Fluoreszenzgesetze zeichnen sich durch eine schnelle Reaktion und Wartungsfreiheit aus und eignen sich besser für die Anforderungen der dynamischen Überwachung. Die praktische Auswahl muss die Anforderungen der Szene kombinieren: Mittel- und niedrige Genauigkeitsszenarien wie die Abwasserbehandlung können elektrochemische Sensoren bevorzugt wählen; Hochpräzise Szenarien wie Lebensmittel, Getränke und Biomedizin erfordern NDIR oder Fluoreszenzsensoren.