CO2传感器

CO2传感器
主要性能
· 固态电解电池传感器 (电动势测量原理)
· 宽广的测量范围、高分辨率
· 连续测量
· 高的长期稳定性
· 无需参考气体
· 水汽和氧气无影响
应用领域
· 房间空调 (监视和控制)
· 生物控制工艺(温室, 生物降解)
· 过程控制
· 医药应用
测量原理
基于无供电的电动势产生在固体电解质表面，电解质在离子的固态导体内电子之间形成了一个排列次序，在信号位的边界和Na+-固体电解质之间，各自的电极分别和气相、电化学平衡与温度相对应，At the single phase boundaries between the conducting solid electrolyte, the respective electrode and the gas phase, electrochemical equilibria adapt at the corresponding temperatures. 比较一个 CO2-传感器带 NASICON 固态电解液, 被使用的固态电解液明显的显示了一极高的稳定性，因此可以把传感器的稳定性降到最低。

电压和 CO2-浓度的关系由 NERNST-方程决定：

    Ueq   - 电池电压平衡
       U° - 标准电池电压
       R   - molar气体常数
       T   - K氏温度
       F   - 法拉第常数
f(CO2) - CO2浓度

电池电压 Ueq 仅仅由在恒定温度时CO2浓度决定 (工作温度: 600 °C). 由于氧气也参与了电极反映，最小体积的氧气也必须有 (> 0.1 vol.-%) ，CO2-传感器是由热态方程决定的，因此数学表达式可以描叙这个电池的特性是没必要的。

1 测量电极 (Na2CO3/Au);
2 Na+-固态导体电解质;
3计算电极 (SiO2/Na2Si2O5/Au);
4 用于测量电极的石墨;
5 热电偶和用于计算电极的石墨;
6加热器;
7 陶瓷管

CO2传感器的结构图
下图显示了空气监视技术的一个典型测量应用

房间空气监视: 在一个车间连续一周测量CO2浓度. 在车间内，由于在工作时间，人们呼吸的，气体浓度的增大，图清晰可见，在中餐时间气体浓度减少，通过打开窗户，也可以减少气体浓度。

户外空气监测: 在Greifswald市郊区连续一周测量 CO2-
浓度在天气快速变化的的期间， CO2 增大。植物的呼
吸作用和晚间CO2浓度降低也很明显。

传感器设置(扩散型传感器)

技术数据

测量范围	1···1000 vol.-ppm CO₂ (标准),其它 20 vol.-% 是可以设置的
测量精度	相对误差< 5 % ± 5 vol.-ppm
线性	好于1 % 的测量范围
输出信号	电流 4···20 mA
预热时间	约20 min, 推荐30min
供气测量	扩散 (标准)	气体强行通过 (约 3 l/h) (可选)
反应时间 t₉₀	1···2分钟	15 seconds
供电	24 V dc ±10 %, 410 mA (SMD-保险丝 500 mA)
温度范围	0···40 °C,其它温度范围根据需要
存储条件	-10···50 °C, rel. hum. <85 %
尺寸	100 mm 100 mm 60 mm (whd)
重量	约 350 g
交叉灵敏度	可忽略水汽影响 C₂H₅OH: < 500 vol.-ppm < 3 %相对误差 < 0.3 vol.-% < 10 % 相对误差
压力关系	正确值 = 测量供气压力 / 101.325 kPa
显示	无或者内置LCD显示