همانطور که شهرهای مدرن کار می کنند و مردم به زندگی روزمره خود می پردازند، توجه فزاینده ای به تغییرات ظریف در کیفیت هوا معطوف شده است. دی اکسید کربن یک گاز بی رنگ و بی بو به عنوان یک شاخص کلیدی برای ارزیابی کیفیت هوای داخل و خارج از خانه است. دستگاه اصلی مسئول این وظیفه نظارت، فرستنده دی اکسید کربن (CO2) است. فرستنده CO2 دستگاهی است که به طور خاص برای نظارت و نمایش غلظت دی اکسید کربن در محیط طراحی شده است. اگرچه شاید به اندازه دماسنج یا رطوبت سنج شناخته شده نباشد، نقش آن به همان اندازه حیاتی است.
1. اصل کار فرستنده های CO2
اصل جذب مادون قرمز: دی اکسید کربن ویژگی های جذب قوی برای نور مادون قرمز در طول موج های خاص از خود نشان می دهد. هنگامی که نور مادون قرمز از گاز حاوی دی اکسید کربن عبور می کند، بخشی از نور جذب می شود. میزان جذب با غلظت CO2 ارتباط دارد. با اندازه گیری تغییر شدت نور مادون قرمز پس از جذب، می توان غلظت CO2 را محاسبه کرد. این روش دقت و پایداری بالایی را ارائه میدهد، در برابر تداخل گازهای دیگر مصون است و در حال حاضر رایجترین اصل کار برای فرستندههای CO2 است.
2. اجزای ساختاری
سنسور: جزء اصلی فرستنده CO2، مسئول تشخیص غلظت CO2 و تبدیل آن به سیگنال الکتریکی است. سنسورهای مبتنی بر اصل جذب مادون قرمز معمولاً از یک منبع نور مادون قرمز، یک محفظه گاز نوری و یک آشکارساز تشکیل شدهاند.
مدار پردازش سیگنال: این مدار سیگنال الکتریکی ضعیف خروجی را توسط حسگر پردازش می کند که تقویت، فیلتر کردن، خطی سازی و تبدیل آنالوگ به دیجیتال را انجام می دهد تا آن را به یک سیگنال الکتریکی استاندارد (مانند سیگنال جریان 4-20 میلی آمپر) مناسب برای انتقال و پردازش بیشتر تبدیل کند. همچنین ممکن است شامل مدار جبران دما برای از بین بردن تاثیر نوسانات دمای محیط بر نتایج اندازه گیری باشد.
ماژول نمایش: برخی از فرستندههای CO2 دارای یک ماژول نمایشگر هستند که معمولاً یک صفحه نمایش LCD یا یک صفحه نمایش دیجیتال LED برای ارائه یک بازخوانی واضح و واقعی- از غلظت CO2 اندازهگیری شده است. فرستندههای{4}بالا نیز ممکن است اطلاعات اضافی مانند زمان اندازهگیری، دمای محیط، و رطوبت را نمایش دهند.
ماژول منبع تغذیه: برق پایداری را برای فرستنده فراهم می کند تا از عملکرد صحیح اطمینان حاصل شود. گزینه های برق شامل برق متناوب AC، منابع تغذیه DC یا باتری می باشد. فرستندههای CO2 قابل حمل معمولاً توسط باتریهای قابل شارژ برای سهولت حمل و استفاده تغذیه میشوند، در حالی که فرستندههای ثابت معمولاً به منبع تغذیه متمرکز AC یا DC متکی هستند.
محفظه: برای محافظت از مدارهای داخلی و حسگرها و در عین حال قابلیت های آب بندی و حفاظتی عالی را برای سازگاری با محیط های عملیاتی مختلف ارائه می دهد. محفظههای ثابت معمولاً از فلز ساخته میشوند و دارای ویژگیهای ضدآب، ضد گرد و غبار و تداخل-میباشند که تضمین میکند فرستنده در طولانی مدت در شرایط سخت پایدار عمل میکند.
3. برنامه های کاربردی
تولید صنعتی: در بخش هایی مانند مواد شیمیایی، دارویی و مواد غذایی و آشامیدنی برای نظارت بر سطح CO2 در طول تولید استفاده می شود و در نتیجه ایمنی و کیفیت محصول را تضمین می کند. به عنوان مثال، در مخازن واکنش شیمیایی، کنترل غلظت CO2 برای جلوگیری از واکنش های فرار ضروری است.
در صنعت غذا و نوشیدنی، از آن برای نظارت بر سطوح CO2 در محیطهای ذخیرهسازی استفاده میشود که به افزایش ماندگاری محصولات کمک میکند.
کشاورزی: در گلخانه ها، نظارت و کنترل سطوح CO2 یک معیار کلیدی برای افزایش عملکرد و کیفیت محصول است. مکمل CO2 به طور مناسب فتوسنتز را افزایش می دهد و رشد گیاه را تقویت می کند. علاوه بر این، نظارت بر سطوح CO2 خاک، بینش هایی را در مورد هوادهی و فعالیت میکروبی خاک ارائه می دهد و یک مبنای علمی برای مدیریت کشاورزی ارائه می دهد.
زمینه پزشکی: در اتاقهای عمل بیمارستان، بخشهای بیماران و واحدهای مراقبتهای ویژه (ICU) برای نظارت بر سطح CO2 و اطمینان از یک محیط پزشکی امن و راحت استفاده میشود. نظارت دقیق CO2 در تجهیزات پزشکی مانند ونتیلاتورها و ماشینهای بیهوشی برای محافظت از ایمنی تنفسی بیمار و اطمینان از اثربخشی درمان بسیار مهم است.