Es posible que recientemente haya leído o escuchado en las noticias sobre el uso de sensores de CO2 para monitorear los niveles de ventilación en interiores para permitir que se tomen medidas para reducir la transmisión de covid, mejorar la salud y la concentración. Cada vez más, teatros, clubes nocturnos, escuelas, lugares de trabajo, tiendas minoristas, pubs y restaurantes y otros espacios públicos interiores están instalando sensores de CO2 para monitorear el intercambio de aire. Los altos niveles de CO2 indican una ventilación insuficiente y permiten tomar medidas correctivas a través de la apertura de ventanas o el encendido de un ventilador que absorbe aire fresco. Si alguna vez se ha preguntado cómo se deriva la medición, esperamos que el siguiente artículo proporcione una explicación simple.
Los sensores de CO2 se utilizan para medir los niveles de dióxido de carbono (CO2). Es importante controlar este gas, ya que es un indicador de los niveles de emisión de CO2, la calidad de la ventilación y los procesos industriales de combustión. Como el CO2 no tiene color ni olor, es imposible detectar su presencia y controlar los niveles sin un sensor de gas de CO2 dedicado.
- Los sensores de CO2 se utilizan para monitorear la fermentación, la respiración, la fotosíntesis y otros procesos que consumen o producen dióxido de carbono. Se pueden usar para aplicaciones de HVAC para monitorear la calidad del aire.
- Hay aplicaciones más amplias para sensores de CO2 en los sectores agrícola, alimentario, farmacéutico, de refrigeración y cervecero.
El tipo más común de sensores de gas CO2 son los sensores infrarrojos no dispersivos (NDIR).
Ofrecen un excelente rendimiento y precisión en una amplia gama de volúmenes. En términos simples, los sensores NDIR usan longitudes de onda explícitas de luz para medir la concentración de CO2 en la atmósfera.
Los sensores NDIR son una excelente opción para el monitoreo preciso de CO2 portátil y fijo.
Sensores de CO2 NDIR: ¡Ahora para la información o el bit técnico!
Un sensor NDIR es un sensor espectroscópico que puede detectar y monitorear gas usando luz infrarroja (IR) a través de una fuente de luz infrarroja, una cámara de muestra, filtros infrarrojos y un detector infrarrojo. Cuanto más gas haya presente, mayor será la luz absorbida. La señal de caída es proporcional a la concentración del gas que se está midiendo.
La medición infrarroja se puede utilizar como método para detectar gases de CO2 debido al principio de que las moléculas heterogéneas absorben energía infrarroja dependiente de su estructura. Las diferentes especies moleculares tienen longitudes de onda de absorción únicas. Esto permite medir el CO2 dentro de una mezcla de otros gases.
Todos los sensores NDIR funcionan con el mismo principio básico descrito anteriormente, pero pueden diferir en su configuración. Un diseño de sensor de detector de un solo haz generará una medición propensa a la deriva, ya que no hay corrección de fondo. El banco óptico y la electrónica han evolucionado desde hace mucho tiempo para generar una medición estable con una recalibración mínima mediante mediciones ratioed. Un sensor NDIR de detector dual de doble haz comprende una única fuente de luz IR y dos filtros infrarrojos: un filtro óptico de banda estrecha de longitud de onda de medición y longitud de onda de referencia no absorbente y dos detectores.
Un sensor NDIR de CO2 funciona con un principio de difusión o flujo; el gas se difunde o se bombea al tubo de muestra. La luz IR pasará a través de la longitud del tubo y cualquier molécula de gas de CO2 absorberá la banda de onda de 4,2 µm, pero permitirá que pasen otras longitudes de onda. Cualquier luz no absorbida llega a los filtros ópticos, el filtro de longitud de onda de medición solo transmite energía no absorbida a 4,2 micras, el filtro de referencia transmitirá energía no absorbida a 3,9 micras, esto será mayor ya que no es absorbida selectivamente por el CO2.
¿Cómo se calcula el nivel de CO2?
Las dos lecturas de absorbancia de los filtros de referencia y medición están ratioed y la salida logarítmica es directamente proporcional a la concentración de CO2
La electrónica interna medirá la absorción convirtiendo la absorción de luz en una salida eléctrica. Los resultados se muestran en partes por millón (ppm) o como porcentaje del volumen.
Las mediciones se emiten en primer lugar como microvoltajes analógicos. Algunos sensores convierten este voltaje analógico en una salida digital.
Beneficios de un sensor de gas de CO2 NDIR
Rango de medición y tiempos de respuesta
Los sensores y monitores NDIR se pueden configurar para detectar CO2 en varios rangos de concentración mediante el uso de celdas de muestra de diferente longitud de ruta y filtros con diferentes anchos de banda y propiedades de transmisión, por lo que la medición es posible en un rango tan bajo como 0-100 ppm o tan alto como 0-100%. La medición es posible a muy por debajo de 1000 ppm, que es inferior a los niveles de seguridad requeridos, y antes de cualquier impacto negativo en el bienestar.
Los módulos analizadores NDIR de CO2 pueden medir niveles de hasta ppm con tiempos de respuesta de tan solo 1,1 segundos.
Longevidad
Los sensores NDIR pueden durar hasta 15 años, dependiendo de la mezcla de gas y el pretratamiento.
Sensibilidad cruzada
Los sensores NDIR de CO2 están diseñados para minimizar la sensibilidad cruzada a otras especies de gases y humedad a través de una selección de longitud de onda específica para el CO2. Otros tipos de sensores, por ejemplo semiconductores y electroquímicos, son menos selectivos en comparación, pero ni siquiera son aplicables a la medición de CO2.
Deriva
En comparación con otros tipos de sensores, los sensores NDIR no sufren deriva. Proporcionan lecturas confiables sin deterioro en el rendimiento con el tiempo.
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Los sensores NDIR ofrecen una alta precisión y un tiempo de respuesta rápido. Mínimamente afectados por la presencia de otros gases, son la forma más confiable de detectar la presencia de gas dióxido de carbono en una variedad de entornos.
