维萨拉二氧化碳传感器GMP251和GMP252如何测量CO2

2024年08月16日 11:14:55 人气: 471 来源: 无锡徽科特测控技术有限公司

　　本文档涉及以下主题：

　　•理想气体定律以及如何使用它来针对环境因素补偿CO2测量值

　　•与CO2有关的安全问题

　　二氧化碳和由两个或更多不同原子组成的其他气体以吸收红外线(IR)辐射。可使用IR技术检测这类气体。例如，可使用IR传感器测量水蒸汽、甲烷、二氧化碳和一氧化碳的含量。其特征吸收谱带显示在图1中。

　　IR传感是应用广泛的一种CO2检测技术。IR传感器与化学传感器相比有很多优势。它们稳定，且对于测量的气体具有高选择性。它们的使用寿命长，因为测量的气体不直接与传感器作用，IR传感器可以承受高湿度、灰尘、脏污和其他恶劣环境。

　　维萨拉二氧化碳传感器使用IR红外传感技术来测量CO2的体积浓度。它采用电可调法布里珀干涉仪(FPI)滤波器进行双波长测量。这意味着除了测量CO2吸收量外，CARBOCAP®传感器还执行参考测量，该测量可补偿光源强度的变化以及光路中的污染和污垢积聚。这使传感器随着时间的推移也非常稳定。

　　当估计温度和压力变化对CO2测量的影响时，理想气体定律很有用。它可用于补偿CO2读数。

　　在现实世界中，气体的行为并不与理想气体的行为相同，但是理想气体的行为常常可用于描述实际气体的近似行为。理想气体定律根据下面的方程式来描述一定量气体的状态与压力、体积和温度之间的关系：

　　p=压力[Pa]

　　n=气体量[mol]

　　T=温度[K]

　　（三）CO2变送器的最佳位置：

　　•墙上安装的传感器（按需通风）与管道安装的传感器相比，可提供有关通风效果的更准确数据。管道安装的传感器更适合单区域系统，应尽可能靠近被占用的空间，以便于维护。

　　（四）温度和压力对CO2测量的影响：

　　下图直观地说明压力或温度增加如何改变气体状态以及它如何影响CO2测量。

　　理想气体定律可用于计算给定温度和压力下气体的分子密度，此时标准环境温度和压力(SATP)条件下的气体密度是已知的。将气体量(n)替换为ρV/M，假定气体的摩尔质量(M)在两个不同条件下为常数，则方程式可以表示为：方程式1。

　　密度公式可用于估计当温度和/或压力变化时气体传感器读数如何变化。

　　同样的补偿规则适用于温度影响。不过，现在提供了很多可测量和补偿温度变动的CO2计，因此无需任何外部补偿。表1显示根据理想气体定律，当温度和压力变化时CO2传感器读数（气体在SATP下包含1,000 ppm的CO2）如何变化的示例。

　　进一步处理理想气体定律使我们可以了解气体混合物的组成在恒定压力、温度和体积时如何变化。例如，这可用于估计湿度变化对CO2读数的影响。气体混合物的分子存在于在相同温度下的相同系统体积中（V对于所有气体均相同）。理想气体定律可以改为：

　　第二个方程式称为道尔顿分压定律。它气体混合物的总压等于混合物中所有组分气体的分压之和。

　　这被称为稀释效应，可以使用表2来估计。已知干燥气体的CO2浓度时可以计算高湿环境下的CO2浓度。为此，需要知道1013 hPa下的露点(Td)或干湿条件下的水蒸汽浓度(ppm)。从横轴选择高湿环境的湿度条件，从纵轴选择干燥气体的条件。

　　（五）二氧化碳和人身安全：

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