Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Nowe sensory CO2 do inteligentnych urządzeń domowych

ghost666 20 Paź 2019 00:27 378 0
  • Nowe sensory CO2 do inteligentnych urządzeń domowych
    Jednym z głównych celów, które nakłaniają ludzi do poszukiwania innowacji, jest chęć poprawy warunków życia. Obecnie główną tendencją jest dążenie do poprawy jakości życia poprzez zastosowanie nowoczesnych technologii, wyraźnie zaprojektowanych w celu uproszczenia codziennych czynności. W ten sposób chce się zapewnić ludziom narzędzia do skutecznego osiągania swoich codziennych celów.

    Zapewnienie wysokiej jakości powietrza w pomieszczeniach zaczyna się od wiedzy o tym, jaki jest jego skład. Dzięki temu można zidentyfikować źródła zanieczyszczeń, a następnie im odpowiednio przeciwdziałać lub je eliminować. Inteligentne systemy czujników jakości powietrza wykorzystują najnowsze osiągnięcia, takie jak AI, aby zapewnić użytkownikom wiedzę potrzebną do utrzymania zdrowego powietrza. Często monitorowane parametry obejmują temperaturę, wilgotność i poziomy tlenku węgla (CO), dwutlenku węgla (CO2), drobnych (PM 2,5) i grubych (PM 10) cząstek stałych, takich jak popiół i pyłki, oraz lotnych związków organicznych (LZO / VOC), takich jak jak te emitowane przez niektóre popularne produkty budowlane i czyszczące.

    Znaczenie monitorowania powietrza wewnątrz pod kątem skoków w poziomie toksycznych związków, takich jak CO, jest jasne, ale nawet CO2 może być niebezpieczne przy wyższych stężeniach. Jeśli budynek nie jest odpowiednio wentylowany, samo oddychanie może redukować poziom tlenu w powietrzu i zwiększyć stężenie dwutlenku węgla do niezdrowego poziomu. Spalanie - na przykład w kuchence gazowej czy kominku - może również zwiększać stężenie CO2 w pomieszczeniach. Narażenie na CO2 na poziomach nawet umiarkowanie przekraczających stężenia normalnie w powietrzu może powodować bóle głowy, senność i nudności; ekspozycja na wyższym poziomie może zagrażać życiu.

    Oprócz monitorów jakości powietrza w pomieszczeniach czujniki CO2 są używane również w instrumentach medycznych do monitorowania funkcji płuc oraz w monitorach procesów przemysłowych.

    Jak przewidują analitycy z MarketWatch, do 2024 roku rynek czujników dwutlenku węgla zarejestruje co najmniej 10% stope wzrostu, aby osiągnąć poziom 910 milionów dolarów – obecnie jest to około 580 milionów dolarów. Obecnie na rynku dominują dwa rodzaje sensorów CO2 – wykorzystujące spektroskopię fotoakustyczną (PAS) oraz czujniki niedyspersyjne pracujące w podczerwieni (NDIR).

    Spektroskopia fotoakustyczna (PAS)

    System PAS wykorzystuje efekt fotoakustyczny: gdy materiał jest napromieniowany impulsem świetlnym, emituje on fale akustyczne zależne od częstotliwości światła. Spektrometr fotoakustyczny wykrywa okresowe wahania temperatury w próbce wraz ze zmianami ciśnienia. Technologia ta umożliwia pomiary niezależnie od kształtu próbki i umożliwia zwiększenie czułości systemu zwiększając intensywność źródła światła.

    Wraz z rozwojem m. in. bardzo czułych mikrofonów, naukowcy uzyskali ogromny postęp w technologii PAS do pomiaru próbek gazu, głównie CO2. Gdy próbka pochłania modulowaną wiązkę światła podczerwonego, wytwarza ono ciepło. Cząsteczka gazu, która pochłonęła promieniowanie elektromagnetyczne, jest wzbudzana do wyższego stanu. Aby elektron przeszedł do swojego stanu podstawowego musi teraz wyemitować kwant światła lub przekazać swoją nadmiarową energię na przykład poprzez zderzenia. Ten drugi mechanizm powoduje wzrost temperatury gazu, co powoduje również wzrost ciśnienia, który rejestrowany jest za pomocą mikrofonów. Absorpcja jest tutaj mierzona bezpośrednio i przekłada się liniowo na stężenie gazu w mieszance.

    Sensory NDIR

    Z kolei niedyspersyjne czujniki podczerwieni (NDIR) są najczęstszym typem sensorów, używanych do pomiaru CO2. W NDIR lampa na podczerwień kieruje fale świetlne przez rurkę wypełnioną próbką powietrza do detektora światła IR przysłoniętego odpowiednim filtrem optycznym.

    Detektor mierzy ilość światła przechodzącego przez filtr. Pasmo promieniowania podczerwonego to około 4,2 mikrona, które wytwarzane jest przez lampę. Jest ono bardzo zbliżone do pasma absorpcji CO2 - 4,26 mikrona.

    Nowe sensory CO2 do inteligentnych urządzeń domowych
    Detektor fotoakustyczny dla urządzeń IoT

    Czujniki do wykrywania CO2 są obecnie projektowane jako elementy Internetu Rzeczy. Dzięki nowemu XENSIV PAS210 (na zdjęciu po prawej stronie), opartemu na technologii PAS, Infineon Technologies ma na celu zastąpienie nieporęcznych i drogich urządzeń jednostkami o niewielkim rozmiarze, co pozwala na szybszą integrację z urządzeniami do monitorowania jakości powietrza w pomieszczeniach. Według Infineona XENSIV PAS210 oszczędza około 75% miejsca na płytce w porównaniu z innymi czujnikami dostępnymi na rynku.

    Nowy czujnik można zaimplementować w aplikacjach takich jak „inteligentna” wentylacja w systemach automatyki domowej itp. XENSIV PAS210 posiada mikrofon MEMS mikrokontroler przetwarzającego dane wyjściowe, zapewniając odczyt stężenia w ppm oraz interfejsy I²C, UART i PWM. Czujnik CO2 obejmuje zakres od 0 ppm do 10 000 ppm z dokładnością ± 30 ppm lub ± 3% odczytu.

    Źródło: https://www.eeweb.com/profile/maurizio-di-paolo-emilio/articles/co2-sensors-for-smart-applications

    Fajne! Ranking DIY
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 napisał 9489 postów o ocenie 7300, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.