二氧化碳浓度检测新技术——离子液体CO2浓度传感检测技术

2016-10-19 09:38:56 adman 53

二氧化碳浓度检测新技术——离子液体CO2浓度传感检测技术

二氧化碳浓度检测新技术——离子液体CO2浓度传感检测技术

 在大型生产工厂、写字楼和店铺等设施内,为了避免影响身体健康,规定的标准之一就是二氧化碳浓度。对于大型生产工厂、写字楼和店铺等,要求室内CO2浓度必须控制在1000ppm以下。无人环境的大气中的CO2浓度一般为400ppm左右。CO2度达到1200ppm,空气质量会变差。如果达到5000ppm,就会影响健康。实际上,掌握CO2浓度并将其控制在1000ppm以下迟迟未能实现。主要原因在于CO2传感器。

      现有的CO2传感器分为红外吸收式和固体电解质式两种。红外吸收式利用光源,固体电解质利用加热器,耗电量都比较大。例如,固体电解质式需要加热至近400℃进行测量。

  由于耗电量大,想在工厂、办公室和店铺内测量二氧化碳浓度时,很难作为无线传感器终端使用,也难以定期监测。

  例如,使用目前市场上销售的二氧化碳传感器中耗电量较低的产品,利用4节5号电池连续驱动,约1天就需要更换电池。因此,这些产品平并不适合持续测量二氧化碳浓度的用途。

  因此大多采取的做法是,无论是否有人也无论当时的二氧化碳浓度如何变化,都要每隔一定时间通过空调换气,从而将二氧化碳浓度保持在1000ppm以下。可以说,这是比较浪费能源的做法。

  从检测方法进行改进

  作为能连续测量的二氧化碳浓度传感器,欧姆龙开发出了无需像原来那样利用光源和加热器等大耗电量机制的检测方法

新技术利用了能出色吸收二氧化碳的离子液体。离子液体还具备只有离子没有溶剂、导电性高等特点。由于稳定性较高,作为传感器,其电气特性和化学特性均比较稳定,而且因为熔点和沸点高,具备耐300℃以上高温的不燃性等。

  使用离子液体的二氧化碳浓度传感器通过吸附气体产生的电气特性变化来检测二氧化碳浓度(图4)。无需利用光源和加热器等,与以往的二氧化碳浓度传感器相比,不但耗电量低,还能减小尺寸、实现高速响应性和低成本。

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采用的离子液体为通用产品,并非特殊产品。目的是实现能轻松设置的传感器终端。传感器终端上的离子液体的状态介于蜂蜜和色拉油之间,放在电路板上也不会流出来。

  终端尺寸为2cm×5cm,传感器元件尺寸在1cm×1cm以下。平均耗电量不到100μW,测量范围为300~3000ppm。分辨率与现有二氧化碳浓度传感器相同,为100ppm。由于是在室内测量,设想使用温度范围为5~45℃。



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标签:  离子液体 传感器 CO2 二氧化碳