Принцип роботи датчиків NDIR CO2
NDIR - це термін, що позначає "недиспергуючий інфрачервоний аналізатор", і це найбільш поширений тип датчика, що використовується для вимірювання вмісту вуглекислого газу або CO2 в системах ОВіК.
Недиспергуючий інфрачервоний аналізатор (NDIR) має детектор, який вимірює, скільки інфрачервоного світла певної довжини хвилі поглинається навколишнім повітрям. Потім цей вимір використовується для розрахунку концентрації СО2. Основними перевагами датчиків NDIR є низька вартість життєвого циклу, довготривала стабільність та точність.
Недиспергуючий інфрачервоний аналізатор (NDIR) має детектор, який вимірює, скільки інфрачервоного світла певної довжини хвилі поглинається навколишнім повітрям. Потім цей вимір використовується для розрахунку концентрації СО2. Основними перевагами датчиків NDIR є низька вартість життєвого циклу, довготривала стабільність та точність.
Принцип роботи NDIR датчиків CO2
Інфрачервона лампа спрямовує хвилі світла через трубку. Одночасно повітря всередині трубки рухається до оптичного фільтра, який встановлений перед детектором інфрачервоного світла. Детектор вимірює, яка частина світла може пройти через фільтр.
Це точний показник концентрації CO2 у зразку повітря: молекули CO2 поглинають інфрачервоне світло (фотони). Однак вони роблять це лише на одній унікальній довжині хвилі: 4,26 мкм. Інші довжини хвиль вони пропускають.
Решта світлових хвиль потрапляє на оптичний фільтр і поглинається ним. Потім детектор зчитує, яка частина інфрачервоного світла тієї довжини хвилі, яку можуть поглинути молекули CO2, не була заблокована молекулами CO2 в пробірці. Таким чином, детектор може ідентифікувати «підписи» молекул CO2 у зразках повітря.
Потім датчик обчислює різницю між кількістю світла, випромінюваного інфрачервоною лампою, і кількістю світла, отриманого детектором. Ця різниця є точним відображенням кількості молекул CO2 у зразку повітря, оскільки молекули CO2 поглинули «відсутнє» світло.
Це вимірювання перетворюється в вихідні сигнали керування, такі як аналоговий сигнал 0-10 В або (цифровий) зв'язок Modbus RTU.
Переваги NDIR-датчиків
NDIR-датчики часто мають невеликі розміри. У компанії Sentera ми інтегруємо їх в компактний корпус. Вони коштують мало у виробництві та експлуатації, частково через їх малий розмір, а також тому, що для їх роботи потрібно небагато компонентів. Незважаючи на те, що вони мають дуже низькі експлуатаційні витрати, вони дуже точні і стабільні. Завдяки цій стабільності, вони довговічні, з терміном служби до 15 років.
Калібрування та дрейф датчика
Протягом певного періоду показники CO2 змінюються. Якщо приміщення не використовувалося протягом тривалого часу, наприклад, після вихідних, можна припустити, що фактична концентрація CO2 знизиться до рівня, близького до концентрації CO2 на відкритому повітрі. Однак виміряні значення CO2 можуть не впасти до цих рівнів. Це називається дрейфом датчика.
Датчики CO2 Sentera використовують алгоритм самокалібрування ABC Logic. ABC розшифровується як автоматичне фонове калібрування. Цей алгоритм автоматично коригує дрейф NDIR у звичайних умовах у приміщенні. Алгоритм знає, що концентрація CO2 на вулиці становить близько 400 ppm.
Переваги NDIR-датчиків
NDIR-датчики часто мають невеликі розміри. У компанії Sentera ми інтегруємо їх в компактний корпус. Вони коштують мало у виробництві та експлуатації, частково через їх малий розмір, а також тому, що для їх роботи потрібно небагато компонентів. Незважаючи на те, що вони мають дуже низькі експлуатаційні витрати, вони дуже точні і стабільні. Завдяки цій стабільності, вони довговічні, з терміном служби до 15 років.
Калібрування та дрейф датчика
Протягом певного періоду показники CO2 змінюються. Якщо приміщення не використовувалося протягом тривалого часу, наприклад, після вихідних, можна припустити, що фактична концентрація CO2 знизиться до рівня, близького до концентрації CO2 на відкритому повітрі. Однак виміряні значення CO2 можуть не впасти до цих рівнів. Це називається дрейфом датчика.
Датчики CO2 Sentera використовують алгоритм самокалібрування ABC Logic. ABC розшифровується як автоматичне фонове калібрування. Цей алгоритм автоматично коригує дрейф NDIR у звичайних умовах у приміщенні. Алгоритм знає, що концентрація CO2 на вулиці становить близько 400 ppm.
Алгоритм використовує найнижчу виміряну концентрацію CO2 за певний період для налаштування датчика. Наприклад, якщо період налаштовано на 180 годин, датчик звертатиме увагу на найнижчу концентрацію CO2 за цей період. Якщо це значення становить 450 ppm, датчик відкоригує показання на 50 ppm. Якщо датчик вимірює 850 ppm, буде показано значення 800 ppm. Це значення буде ближчим до фактичної концентрації CO2 через неминучий дрейф датчика.
Цей алгоритм усуває необхідність ручного калібрування датчиків. Таким чином, датчики Sentera не потребують технічного обслуговування і мають надзвичайно довгий термін служби.