华越国际了解到,二氧化碳传感器是气体传感器的一种,主要是对二氧化碳气体浓度等进行检测。二氧化碳传感器在工业、畜牧业、农业和公共场所都有着广泛的应用。
二氧化碳
安全专业人员有时会忘记二氧化碳是一种有严格定义的职业接触限值的有毒气体。最安全的方法是当气体存在潜在危险浓度时直接测量二氧化碳。
液态和固态二氧化碳(干冰)被广泛用作制冷剂,尤其是食品中的制冷剂,二氧化碳也用于许多工业和化学工业过程。特别在啤酒和葡萄酒制造业,它是由酵母产生的。在发酵过程中。顶部空间的二氧化碳发酵容器的体积很容易达到50%,甚至更高的浓度。二氧化碳也被广泛用于石油工业,通常将其注入油井以降低粘度。它也是最常见的在密闭环境中遇到的大气危害之一。
二氧化碳是生活的副产品, 在新鲜空气中平均浓度约为350 ppm。二氧化碳是主要的细菌分解的副产物,在许多情况下与密闭空间有直接关系,特别是在低浓度的氧气和二氧化碳浓度升高的情况下。如果低氧是由于细菌作用,浓度为19.5%氧气将带来浓度至少为1.4%或14,000 ppm的二氧化碳,这几乎是职业接触极限值。
如果缺氧是由于高位移动,二氧化碳的真实浓度会更高。新鲜空气里的氧气按体积计仅占20.9%,其余气体主要包括氮,微量或微量各种其他气体,包括二氧化碳。
因为氧气仅占新鲜空气总量的五分之一,所以引入密闭空间的置换气体每5%会将氧气浓度仅降低1%。在由于将干冰引入密闭空间而导致缺氧的情况下,读数为19.5%的氧气并不表示1.4%的二氧化碳,而是7%的二氧化碳的浓度,比浓度高14倍。达到极限!
二氧化碳还比空气重,密度是新鲜空气的1.5倍。当二氧化碳释放到一个封闭的或密闭的空间中时,它倾向于沉降到空间的底部,在空间的最低部分达到最高浓度。由于这种沉降趋势,当产生二氧化碳时,它可以在空间的局部区域(例如发酵桶中液体上方的顶部空间)达到越来越高的浓度。
尽管有这些考虑,但过去认为简单地测量氧气浓度就足够了。这种态度正在发生变化,因为通过紧凑的便携式多传感器气体探测器直接测量二氧化碳变得更加可行且经济。
几乎每个国家都将二氧化碳列为具有严格定义的职业暴露极限的有毒污染物。 最广泛认可的二氧化碳接触限值是8小时时间加权平均值(TWA)5,000 ppm,以及15分钟短期接触限值(STEL)15,000 ppm或30,000 ppm。
虽然作为新鲜空气中的天然成分存在,但含量较高的浓度暴露症状包括头痛,头晕,呼吸急促,恶心,脉搏快速或不规则以及中枢神经系统抑制。 除了代替新鲜空气中的氧气之外,高浓度的二氧化碳还会使与氧气不足有关的症状恶化,并干扰成功的复苏。即使室内通风不良,浓度适度升高也会产生生理症状。浓度40,000 ppm或更高应被视为对生命和健康具有直接危害。暴露于非常高的浓度会产生永久性心脏损害,如心电图改变所证明, 浓度大于10%会引起15分钟或更短时间内失去意识。
NDIR(非分散红外)二氧化碳传感器如何检测气体
实时二氧化碳测量中应用最广泛的技术是使用非分散散红外(NDIR)传感器,该传感器测量气体的红外光吸收率。
特定分子吸收精确波长的红外辐射。 当红外辐射穿过包含特定污染物的传感室时,仅吸收与这些波长匹配的光。其余的光无阻碍地通过腔室。二氧化碳在4.3的波长处有一个吸收峰微米(μm)。在此波长下传感器中红外光的吸光度为与感应中的二氧化碳浓度成正比。
小型化的NDIR 二氧化碳传感器包括一个红外灯,可发出所需波长的光。大多数NDIR 二氧化碳传感器是双传感器,可提供参考信号和活动信号的探测器系统。有源探测器可测量4.3 μm范围内的光穿过感测室到达检测器。检测器在另一个位置测量气体没有被吸收的波长。二氧化碳浓度越大,两个信号之间的差异越大。过去,基于红外的仪器往往体积庞大,价格昂贵,并且需要高水平的操作员专业知识才能获得准确的读数。新一代小型化NDIR传感器允许开发基于红外的仪器,以应对包括可燃气体以及二氧化碳检测在内的各种大气危害。
在德国和奥地利已经要求在大多数密闭空间进入过程中直接测量二氧化碳。显然,随着可用性的提高,小型NDIR 二氧化碳传感器的成本日益降低,越来越多的大气监测计划将包括直接测量这种危险的大气污染物。
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