ნახშირორჟანგი არის უფერო და უსუნო აირი. ის ატმოსფეროს ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტია. როგორც ფოტოსინთეზის მთავარი რეაგენტი, ნახშირორჟანგის კონცენტრაცია პირდაპირ კავშირშია კულტურების ფოტოსინთეზურ ეფექტურობასთან და განსაზღვრავს კულტურების ზრდა-განვითარებას, სიმწიფის სტადიას, სტრესის წინააღმდეგობას, ხარისხსა და მოსავლიანობას. მაგრამ მისი ჭარბი რაოდენობა არა მხოლოდ სათბურის ეფექტს და სხვა ეფექტებს გამოიწვევს, არამედ ზიანს აყენებს ადამიანის ჯანმრთელობას. 0,3 პროცენტში ადამიანებს აღენიშნებათ შესამჩნევი თავის ტკივილი, 4-5 პროცენტში კი თავბრუსხვევა. შიდა გარემო, განსაკუთრებით კონდიცირებულ ოთახებში, შედარებით დალუქულია. თუ დიდი ხნის განმავლობაში არ არის ვენტილაცია, ნახშირორჟანგის კონცენტრაცია თანდათან გაიზრდება, რაც საზიანოა ადამიანის ჯანმრთელობისთვის. 2003 წელს დანერგილი შიდა ჰაერის ხარისხის სტანდარტის მიხედვით, ნახშირორჟანგის საშუალო დღიური შემცველობის მოცულობითი ფრაქციის სტანდარტული მნიშვნელობა არ უნდა აღემატებოდეს 0,1%-ს.
მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების უწყვეტი განვითარებით, ხალხის ცხოვრების დონის მზარდი გაუმჯობესება და ხალხის მზარდი ყურადღება გარემოს დაცვაზე, ნახშირორჟანგის გაზის რაოდენობრივი მონიტორინგი და კონტროლი გახდა მზარდი მოთხოვნა კონდიციონერებში, სოფლის მეურნეობაში, სამედიცინო მკურნალობაში, ავტომობილებსა და გარემოს დაცვაში. .ნახშირორჟანგის სენსორები ფართოდ გამოიყენება მრეწველობაში, სოფლის მეურნეობაში, ეროვნულ თავდაცვაში, მედიცინასა და ჯანმრთელობაში, გარემოს დაცვაში, აერონავტიკაში და სხვა სფეროებში.
ნახშირორჟანგის სენსორის მუშაობის პრინციპი მოცემულია ქვემოთ.
ყველა ნივთიერებას აქვს თავისი დამახასიათებელი ნათელი ხაზის სპექტრი და, შესაბამისად, შთანთქმის სპექტრები, ისევე როგორც ნახშირორჟანგის გაზის მოლეკულები. კერამიკული მასალების გისოსების ვიბრაცია და ელექტრონის მოძრაობას აქვს დაბრკოლების ეფექტი, მატულობს ტემპერატურა, ძლიერდება გისოსის ვიბრაცია, მატულობს ამპლიტუდა, ძლიერდება შემაფერხებელი ელექტრონების მოქმედება. გაზის შერჩევითი შთანთქმის თეორიის მიხედვით, როდესაც სინათლის წყაროს ემისიის ტალღის სიგრძე ემთხვევა გაზის შთანთქმის ტალღის სიგრძეს, მოხდება რეზონანსული შთანთქმა და მისი შთანთქმის ინტენსივობა დაკავშირებულია გაზის კონცენტრაციასთან. გაზის კონცენტრაცია შეიძლება გაიზომოს სინათლის შთანთქმის ინტენსივობის გაზომვით.
დღეისათვის არსებობს ნახშირორჟანგის სენსორების მრავალი სახეობა, მათ შორის თბოგამტარობის ტიპი, დენსიტომეტრის ტიპი, გამოსხივების შთანთქმის ტიპი, ელექტროგამტარობის ტიპი, ქიმიური შთანთქმის ტიპი, ელექტროქიმიური ტიპი, ქრომატოგრაფიის ტიპი, მასის სპექტრის ტიპი, ინფრაწითელი ოპტიკური ტიპი და ა.შ.
ინფრაწითელი შთანთქმის ნახშირორჟანგის გაზის სენსორი ეფუძნება პრინციპს, რომ გაზის შთანთქმის სპექტრი განსხვავდება სხვადასხვა ნივთიერებების მიხედვით. ნახშირორჟანგის სენსორი ინფრაწითელი ნათურის წამყვანი მიკროსქემის კონტროლით ინფრაწითელ ფიქსირებულ დიაპაზონში, ტესტირებადი გაზის შეწოვა, ინფრაწითელი სინათლის ამპლიტუდის ცვლილება, ისევ გაზის კონცენტრაციის ცვლილების შემოწმების გაანგარიშებით, სენსორის გამომავალი სიგნალი ფილტრაციის შემდეგ, გაუმჯობესებული დამუშავება და ADC შეგროვება და კონვერტაცია, მიკროპროცესორში შეყვანა, მიკროპროცესორული სისტემა შეგროვებულის მიხედვით ანაზღაურებს შესაბამის ტემპერატურას, წნევას, ტემპერატურას, წნევას, საბოლოოდ გამოითვლება ნახშირორჟანგის სიმკვრივის გამომავალი დისპლეის მოწყობილობაზე ტესტირება. იგი ძირითადად მოიცავს რეგულირებადი დიოდური ლაზერული შთანთქმის სპექტროსკოპიას, ფოტოაკუსტიკური სპექტროსკოპიას, ღრუს გამაძლიერებელ სპექტროსკოპიას და არასპექტრულ ინფრაწითელ სპექტროსკოპიას. ინფრაწითელი შთანთქმის სენსორს აქვს მრავალი უპირატესობა, მაღალი მგრძნობელობა, სწრაფი ანალიზის სიჩქარე, კარგი სტაბილურობა და ა.შ.
ნახშირორჟანგის ელექტროქიმიური გაზის სენსორი არის ქიმიური სენსორი, რომელიც ელექტროქიმიური რეაქციის მეშვეობით გარდაქმნის ნახშირორჟანგის კონცენტრაციას (ან ნაწილობრივ წნევას) ელექტრო სიგნალად. ელექტრული სიგნალების გამოვლენის მიხედვით, ელექტროქიმიური ტიპი იყოფა პოტენციურ ტიპად, დენის ტიპად და ტევადობის ტიპად. ელექტროლიტის ფორმის მიხედვით გამოირჩევა თხევადი ელექტროლიტები და მყარი ელექტროლიტები. 1970-იანი წლებიდან, მყარი ელექტროლიტური ნახშირორჟანგის სენსორები ფართოდ იყო შეშფოთებული მკვლევარების მიერ. მყარი ელექტროლიტის ნახშირორჟანგის სენსორის პრინციპი ისაა, რომ გაზზე მგრძნობიარე მასალა აირში გავლისას წარმოქმნის იონებს, რითაც აყალიბებს ელექტრომოძრავ ძალას და გაზომავს ელექტრომამოძრავებელ ძალას ისე, რომ გაზომოს გაზის მოცულობითი ფრაქცია.
ნახშირორჟანგის და სხვა აირების სხვადასხვა თერმული კონდუქტომეტრის გამოყენება ნახშირორჟანგის გაზის სენსორი ასევე პირველია ნახშირორჟანგის სენსორის გამოსავლენად. მაგრამ მისი მგრძნობელობა დაბალია.
ზედაპირის აკუსტიკური ტალღის (ხერხის) გაზის სენსორი პიეზოელექტრული კრისტალური საფარით, გაზის მგრძნობიარე ფირის აირის შერჩევითი ადსორბციის ფენით, როდესაც გაზის მგრძნობიარე ფირები ურთიერთქმედებენ ტესტირებად აირთან, ხდის გაზზე მგრძნობიარე ფირის საფარის ხარისხს, ისეთ ხასიათს, როგორიცაა ვისკოელასტიურობა და იცვლება გამტარობა, იწვევს პიეზოელექტრული კრისტალის ზედაპირული აკუსტიკური ტალღის სიხშირის დრიფტს, აირის კონცენტრაციის გამოვლენას. ზედაპირის აკუსტიკური ტალღის (SAW) გაზის სენსორი არის მასის მგრძნობიარე სენსორი. გარდა ამისა, კვარცკრისტალური მიკრობალანსის გაზის სენსორი მუშაობს SAW სენსორის მსგავსი პრინციპით, ამიტომ ის ასევე მიეკუთვნება მასის მგრძნობიარე სენსორს. მასის მგრძნობიარე სენსორს არ აქვს სელექციურობა გაზის ან ორთქლის მიმართ და მისი, როგორც ქიმიური სენსორის სელექციურობა დამოკიდებულია მხოლოდ ზედაპირის საფარის ნივთიერებების თვისებებზე.
ნახევარგამტარული ნახშირორჟანგის გაზის სენსორი იყენებს ნახევარგამტარული გაზის სენსორს, როგორც გაზის სენსორს, ხოლო ლითონის ოქსიდის ნახევარგამტარული ნახშირორჟანგის გაზის სენსორს აქვს სწრაფი რეაგირების, ძლიერი გარემოს წინააღმდეგობის და სტაბილური სტრუქტურის მახასიათებლები.
გამოქვეყნების დრო: აგვისტო-14-2020
