कार्बन डायऑक्साइड सेन्सरचे वर्गीकरण आणि तत्त्व

कार्बन डायऑक्साइड हा रंगहीन आणि गंधहीन वायू आहे. हा वातावरणातील सर्वात महत्वाचा घटक आहे. प्रकाशसंश्लेषणाचे मुख्य अभिक्रियाकारक म्हणून, कार्बन डाय ऑक्साईडची एकाग्रता थेट पिकांच्या प्रकाशसंश्लेषण कार्यक्षमतेशी संबंधित असते आणि पिकांची वाढ आणि विकास, परिपक्वता टप्पा, ताण प्रतिरोधकता, गुणवत्ता आणि उत्पादन निर्धारित करते. परंतु त्याचा अतिरेक केवळ ग्रीनहाऊस इफेक्ट आणि इतर प्रभाव निर्माण करणार नाही तर मानवी आरोग्यास देखील हानी पोहोचवेल. ०.३ टक्के लोकांना डोकेदुखी जाणवते आणि ४-५ टक्के लोकांना चक्कर येते. घरातील वातावरण, विशेषत: वातानुकूलित खोल्यांमध्ये, तुलनेने सीलबंद आहे. जर बर्याच काळापासून वायुवीजन नसेल, तर कार्बन डाय ऑक्साईडचे प्रमाण हळूहळू वाढेल, जे मानवी आरोग्यासाठी हानिकारक आहे. 2003 मध्ये अंमलात आणलेल्या घरातील हवेच्या गुणवत्तेच्या मानकानुसार, सरासरी दैनिक कार्बन डायऑक्साइड सामग्रीच्या खंड अंशाचे मानक मूल्य 0.1% पेक्षा जास्त नसावे.

विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाच्या सततच्या विकासामुळे, लोकांच्या राहणीमानातील वाढती सुधारणा आणि पर्यावरण संरक्षणाकडे लोकांचे वाढते लक्ष, कार्बन डायऑक्साइड वायूचे परिमाणात्मक निरीक्षण आणि नियंत्रण यामुळे वातानुकूलित, कृषी, वैद्यकीय उपचार, ऑटोमोबाईल आणि पर्यावरण संरक्षण या क्षेत्रांमध्ये वाढती मागणी बनली आहे. .कार्बन डायऑक्साइड सेन्सर उद्योग, कृषी, राष्ट्रीय संरक्षण, वैद्यकीय आणि आरोग्य, पर्यावरण संरक्षण, एरोस्पेस आणि इतर क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.

कार्बन डायऑक्साइड सेन्सरचे कार्य तत्त्व खाली सादर केले आहे.

कार्बन डाय ऑक्साईड वायूच्या रेणूंप्रमाणे प्रत्येक पदार्थाचे स्वतःचे वैशिष्ट्यपूर्ण तेजस्वी-रेषा वर्णपट आणि तदनुसार शोषण स्पेक्ट्रा असतो. सिरेमिक पदार्थांच्या जाळीच्या कंपनाचा आणि इलेक्ट्रॉन गतीचा अडथळा प्रभाव असतो, तापमान वाढते, जाळीचे कंपन मजबूत होते, मोठेपणा वाढतो, अडथळा आणणारी इलेक्ट्रॉन क्रिया मजबूत होते. गॅस निवडक अवशोषण सिद्धांतानुसार, जेव्हा प्रकाश स्रोताची उत्सर्जन तरंगलांबी वायूच्या शोषण तरंगलांबीशी जुळते तेव्हा अनुनाद शोषण होईल आणि त्याची शोषण तीव्रता वायूच्या एकाग्रतेशी संबंधित असते. प्रकाशाच्या शोषण तीव्रतेचे मोजमाप करून गॅसची एकाग्रता मोजली जाऊ शकते.

सध्या, थर्मल चालकता प्रकार, घनतामापक प्रकार, रेडिएशन शोषण प्रकार, विद्युत चालकता प्रकार, रासायनिक शोषण प्रकार, इलेक्ट्रोकेमिकल प्रकार, क्रोमॅटोग्राफी प्रकार, मास स्पेक्ट्रम प्रकार, इन्फ्रारेड ऑप्टिकल प्रकार आणि यासह अनेक प्रकारचे कार्बन डायऑक्साइड सेन्सर आहेत.

इन्फ्रारेड शोषण कार्बन डायऑक्साइड गॅस सेन्सर या तत्त्वावर आधारित आहे की गॅसचे शोषण स्पेक्ट्रम वेगवेगळ्या पदार्थांनुसार बदलते. एका निश्चित बँड इन्फ्रारेडमध्ये इन्फ्रारेड दिवा ड्रायव्हर सर्किट कंट्रोलद्वारे कार्बन डायऑक्साइड सेन्सर, चाचणी अंतर्गत गॅसचे शोषण, इन्फ्रारेड प्रकाश मोठेपणा बदल, गॅस एकाग्रतेतील बदलासाठी पुन्हा चेक गणनाद्वारे, फिल्टरिंगनंतर सेन्सर आउटपुट सिग्नल, वर्धित प्रक्रिया आणि ADC संकलन आणि रूपांतरण, मायक्रोप्रोसेसरला इनपुट, गोळा केलेल्या संकलित नुसार मायक्रोप्रोसेसर प्रणाली संबंधित तापमान, दाब, तापमान, दाब, शेवटी चाचणी अंतर्गत डिस्प्ले डिव्हाइसवर कार्बन डायऑक्साइड घनता आउटपुटची गणना करते. यात प्रामुख्याने ट्यूनेबल डायोड लेसर शोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी, फोटोकॉस्टिक स्पेक्ट्रोस्कोपी, पोकळी वर्धित स्पेक्ट्रोस्कोपी आणि नॉन-स्पेक्ट्रल इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी समाविष्ट आहे. इन्फ्रारेड शोषण सेन्सरचे अनेक फायदे आहेत, उच्च संवेदनशीलता, वेगवान विश्लेषण गती, चांगली स्थिरता इ.

इलेक्ट्रोकेमिकल कार्बन डायऑक्साइड गॅस सेन्सर हा एक रासायनिक सेन्सर आहे जो इलेक्ट्रोकेमिकल अभिक्रियाद्वारे कार्बन डायऑक्साइडच्या एकाग्रता (किंवा आंशिक दाब) विद्युत सिग्नलमध्ये रूपांतरित करतो. इलेक्ट्रिकल सिग्नल्सच्या शोधानुसार, इलेक्ट्रोकेमिकल प्रकार संभाव्य प्रकार, वर्तमान प्रकार आणि कॅपेसिटन्स प्रकारात विभागलेला आहे. इलेक्ट्रोलाइटच्या स्वरूपानुसार, द्रव इलेक्ट्रोलाइट्स आणि घन इलेक्ट्रोलाइट्स असतात. 1970 पासून, घन इलेक्ट्रोलाइट कार्बन डायऑक्साइड सेन्सर संशोधकांनी मोठ्या प्रमाणावर चिंतित केले आहेत. घन इलेक्ट्रोलाइट कार्बन डायऑक्साइड सेन्सरचे तत्त्व असे आहे की वायू-संवेदनशील सामग्री वायूमधून जात असताना आयन तयार करते, अशा प्रकारे इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स बनवते आणि इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्सचे मोजमाप करते जेणेकरून गॅसचे व्हॉल्यूम अंश मोजता येईल.

कार्बन डाय ऑक्साईड आणि इतर वायूंच्या विविध थर्मल चालकतेचा वापर करून कार्बन डायऑक्साइड गॅस सेन्सर देखील कार्बन डायऑक्साइड सेन्सर शोधण्यासाठी प्रथम वापरला जातो. पण त्याची संवेदनशीलता कमी आहे.

पिझोइलेक्ट्रिक क्रिस्टलमध्ये पृष्ठभाग ध्वनिक लहरी (सॉ) गॅस सेन्सर गॅस सेन्सिटिव्ह फिल्मच्या गॅसच्या निवडक शोषणाचा एक थर तयार करतो, जेव्हा गॅस सेन्सिटिव्ह फिल्म्स चाचणी अंतर्गत वायूशी संवाद साधतात तेव्हा गॅस सेन्सिटिव्ह फिल्म कोटिंगची गुणवत्ता, व्हिस्कोइलेस्टिसिटी आणि कॅरेक्टर सारख्या चालकता बदलते, ज्यामुळे वायूची एकाग्रता शोधण्यासाठी पायझोइलेक्ट्रिक क्रिस्टलच्या पृष्ठभागाच्या ध्वनिक लहरीची वारंवारता वाहून जाते. पृष्ठभाग ध्वनिक लहरी (SAW) गॅस सेन्सर हा एक प्रकारचा वस्तुमान संवेदनशील सेन्सर आहे. याव्यतिरिक्त, क्वार्ट्ज क्रिस्टल मायक्रोबॅलेन्स गॅस सेन्सर SAW सेन्सरच्या समान तत्त्वावर कार्य करतो, म्हणून ते वस्तुमान संवेदनशील सेन्सरचे देखील आहे. वस्तुमान संवेदनशील सेन्सरमध्ये वायू किंवा बाष्पासाठी निवडकता नसते आणि रासायनिक सेन्सर म्हणून त्याची निवडकता केवळ पृष्ठभागावरील आवरण पदार्थांच्या गुणधर्मांवर अवलंबून असते.

सेमीकंडक्टर कार्बन डायऑक्साइड गॅस सेन्सर गॅस सेन्सर म्हणून सेमीकंडक्टर गॅस सेन्सर वापरतो आणि मेटल ऑक्साईड सेमीकंडक्टर कार्बन डायऑक्साइड गॅस सेन्सरमध्ये जलद प्रतिसाद, मजबूत पर्यावरणीय प्रतिकार आणि स्थिर संरचना ही वैशिष्ट्ये आहेत.