紅外二氧化碳傳感器的原理介紹

紅外二氧化碳傳感器工作原理

當(dāng)光通過(guò)含有二氧化碳的氣流時(shí)，氣體從特定波長(zhǎng)的光中吸收能量。剩余的光被過(guò)濾到特定于二氧化碳的波長(zhǎng)。測(cè)量特定波長(zhǎng)下剩余的光量。吸收的光量與氣流中存在的二氧化碳量成正比，因此能夠準(zhǔn)確測(cè)量二氧化碳。 氣體對(duì)特征紅外波長(zhǎng)的吸收符合朗伯比爾（Lambert-Beer）定律。其基本原理是紅外光源發(fā)射一道紅外光束穿過(guò)采樣氣室，樣本中的各氣體組分吸收特定頻率的紅外線。通過(guò)探測(cè)器接收和測(cè)量相應(yīng)頻率的紅外線吸收量，結(jié)合嵌入式軟件中設(shè)置的算法分析，可確定該氣體組分的濃度。 與電化學(xué)、催化燃燒、固體電解質(zhì)、半導(dǎo)體、光聲法進(jìn)行比較，NDIR檢測(cè)方法具有如下優(yōu)點(diǎn)： 選擇性好、不易受有害氣體影響而中毒老化、響應(yīng)速度快及穩(wěn)定性好、成本低、信噪比高等。

二氧化碳檢測(cè)原理

兩個(gè)光學(xué)濾波器安裝在探測(cè)器表面。選擇一個(gè)過(guò)濾器，以通過(guò)特定于二氧化碳的紅外光（測(cè)量過(guò)濾器）。第二個(gè)過(guò)濾器是參考過(guò)濾器。未被二氧化碳吸收的波長(zhǎng)的光通過(guò)參考濾光片。兩個(gè)濾光片之間的光量差提供了二氧化碳吸收的能量（光量）。 傳感器產(chǎn)生的信號(hào)是非線性的。該信號(hào)被送入二氧化碳傳感器模組的MCU，在電路中進(jìn)行線性化，并將二氧化碳濃度轉(zhuǎn)化成數(shù)字和模擬量輸出。

紅外二氧化碳傳感器的校準(zhǔn)

傳感器需要兩點(diǎn)校準(zhǔn)。首先，傳感器模組出廠前是經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)和溫度補(bǔ)償?shù)摹５怯捎趥鞲衅鞑欢ㄆ诘钠茖傩?，因此用戶使用紅外二氧化碳傳感器時(shí)必須調(diào)零。集成系統(tǒng)后用氮?dú)庑?zhǔn)零點(diǎn)，用CO2標(biāo)準(zhǔn)氣校準(zhǔn)量程點(diǎn)，從而保證去量程的精度。

審核編輯：符乾江