Karbondioksit Sensörü

Karbondioksit sensörü veya CO2 sensörü, havadaki veya çevresindeki karbondioksit gazını ölçen bir sensördür. Karbondioksit gazı veya CO2 gazı, solunum, yanma ve organik ayrışma gibi farklı süreçlerde oluşabilen kokusuz, renksiz bir gazdır. Bu nedenle, CO2 gazının ölçülmesi, yanma süreçlerinin izlenmesinde, iç mekan hava kalitesinde, ekolojik CO2 gazı emisyon seviyelerinde, tıbbi prosedürlerde akciğerlerin işlevi gibi konularda önemlidir.  Karbondioksit gazı, NDIR (dağılmayan kızılötesi) tekniği ile elektrokimyasal teknoloji sayesinde daha iyi doğrulukla ölçülebilir.

Karbondioksit gazı ve ölçüm tekniklerinden kısaca bahsettik. Karbondioksit sensörü hakkında detaylı bilgi edinip, karbondioksit sensörü çalışma prensibi konusuna değinelim. Karbondioksit sensörü sensörü çalışma prensibi, basitçe CO2 gazının algılanması üzerine kuruludur. Karbondioksit gazını algılayan sensör, bir alarm üreterek insanları uyarır. İnsanların iyi bir atmosferik havaya sahip olması için önemi rol oynayan bu sensörlerin çalışma prensibi, kızılötesi hidrokarbon dedektörlerine benzer. CO2 molekülleri tarafından kolayca emilen kesin bir frekansa ayarlanmış bir kızılötesi ışık demeti üretirler. CO2 sensörü ve IR hidrokarbon dedektörü arasındaki temel fark, IR dalga boyu ve filtre seçimidir.

Her CO2 molekülü kızılötesi ışığın bir kısmı tarafından emildiğinden, absorpsiyon miktarı ortam havasında bulunan CO2 yüzdesi ile orantılıdır. Karbondioksit sensörü, kızılötesi verici ve alıcı elemanlarını ortam atmosferinde bulunabilecek asidik gazlardan kaynaklanan yaralanmalardan korumak için safir pencereler kullanır.

Karbondioksit sensörünün kullanım alanları arasında gazlı içecek, kömür, tarımsal ekim, tarımsal ıslah ve insanların günlük yaşamı gibi farklı endüstriler yer alır.

Karbondioksit Sensör Çeşitleri

Karbondioksit sensörleri, dağılmayan (NDIR), elektrokimyasal, yarı İletken ve katalitik yanma gibi farklı tiplerde mevcuttur.

1.      Elektrokimyasal Karbondioksit Sensörü

Elektrokimyasal karbondioksit sensörü, elektrokimyasal reaksiyon boyunca karbondioksit gazı konsantrasyonunu elektrik sinyaline dönüştürmek için kullanılan bir tür kimyasal sensördür. Elektrik sinyali algılamasına dayanarak, elektrokimyasal türü akım, kapasitif ve potansiyel tip gibi farklı tiplere ayrılır.

CO2 gazı, sensöre girdiğinde, sensör, kimyasal olarak tepki verir. Bu reaksiyon gerçekleştiğinde, karbondioksit sensörü elektriksel bir değişim yaşayacaktır.

Bu nedenle, belirli sensör tipine bağlı olarak, reaksiyon, karbondioksit sensörünün bir elektrik akımı almasını, mevcut bir akımı değiştirmesini veya sensörün bir akımı ne kadar iyi taşıyacağını değiştirmesini sağlayabilir. Bundan sonra, bu sensör değişikliğe bağlı olarak ne kadar gaz kullanılacağını belirleyecektir.

2.      Katalitik Yanma Karbondioksit Sensörü

Katalitik yanma karbondioksit sensörü, belirli direnç tipinin yüzündeki katalizör kaplamasını kullanan katalizör benzeri bir temel elemanla mevcuttur. Belirli sıcaklıktaki yanıcı gaz, karbondioksit sensörü prensibi gibi yüzeyde katalitik olarak yakılır. İnsanlar, bu karbondioksit sensörünü, termal sensör olarak adlandırıyor. Bu sensörler geliştirilmiştir birçok farklı endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır.

3.      NDIR Karbondioksit Sensörü

NDIR terimi, havadaki CO2 miktarını hesaplamak için belirli ışık dalga boylarını kullanan dağılmayan kızılötesi anlamına gelir. Dünyadaki her element sadece belirli ışık türlerini emer.

Gaz sensörüne hava girdiğinde, belirli CO2 dalga boylarından birinde, tipik olarak sensörün bir ucunda yaklaşık 4 mikron olan bir ışık setini açacaktır.

Diğer yüz, diğer yüze ne kadar ışık geldiğini hesaplayacak bir kap tutacaktır. Işık açık olduğunda, havadaki CO2 ışınları emecektir. Böylece, karbondioksit sensörünün başka bir yüzüne ulaşan ışığın toplamı azalır. Emilen ışığın toplamı esas olarak, ne kadar CO2‘nin mevcut olduğuna bağlıdır. Daha fazla CO2 varsa, daha fazla ışık emilecektir.

4.      Yarı İletken Karbondioksit Sensörü

Bu sensör, hassas elemanın direnç değerini değiştirmek için yarı iletken yüzeyindeki gazın oksidasyon-indirgeme reaksiyonu ile yapılabilir. Yarı iletken cihaz belirli bir seviyeye kadar ısıtıldığında, yarı iletkenin yüzeyine temas eden gaz moleküllerini emer. Emilen moleküller, yarı iletkenlerin yüzeyinde serbestçe yayılır ve hareket enerjilerini kaybederler.

Gaz moleküllerinin bir kısmı kaybolur. Diğerleri moleküller, termal olarak ayrışır ve yarı iletken yüzey tarafından emilir. Yarı iletken çalışma fonksiyonu, emilen moleküllere kıyasla düşük olduğunda, bu moleküller yarı iletken cihazdan elektronları çıkarır ve yarı iletken cihaz yüzeyi bir yük tabakası sağlar. Yarı iletken çalışma fonksiyonu, emilen enerji moleküllerinden daha yüksekse, bu moleküller, pozitif iyon absorpsiyonu oluşturmak için elektronları cihaza doğru boşaltır.

Karbondioksit Sensörünün Avantajları

  • Yarı iletken karbondioksit sensörlerinin avantajları, kararlı yapı, hızlı tepki ve çevresel direnç gücüdür.
  • NDIR karbondioksit sensörünün avantajları arasında analiz hızı, yüksek hassasiyet, uzun servis ömrü ve iyi stabilite bulunur.
  • Katalitik yanma karbondioksit sensörünün avantajları ise hızlı yanıt ve hassas ölçümdür.
  • Elektrokimyasal karbondioksit sensörlerinin avantajları, temel olarak daha az maliyet, basit kullanım ve ölçüm hızının hızlı olmasıdır.

Karbondioksit Sensörünün Dezavantajları

  • Elektrokimyasal karbondioksit sensörlerinin dezavantajları temel olarak, doğruluğun kaybolabileceği, sürüklenmesinin kolay olduğu, kısa ömürlü olduğu, eskimesinin basit olduğu ve doğru ölçümün diğer gazlar tarafından kolayca bozulduğu gibi bazı konuları içerir.
  • Katalitik yanmalı karbondioksit sensörlerinin dezavantajı, seçilebilir gaz aralığının küçük olmasıdır.
  • NDIR karbondioksit sensörünün dezavantajları, güç tüketimi yüksek olması, karmaşık bir yapıya sahip olması ve pahalı olmasıdır.
  • Yarı iletken karbondioksit sensörünün dezavantajı ise okuma işleminin sıcaklıktan ve havadaki diğer maddelerden etkilenmesidir.

Karbondioksit Sensörünün Kullanım Alanları

Karbondioksit sensörünün kullanım alanları oldukça fazladır. Bunlardan bazıları göz atalım.

  • Güvenlik Endüstrileri
  • İç Mekan Hava Kalitesi Endüstrileri
  • Üniversite Araştırma Uygulamaları
  • Yaşam Bilimleri ve Tıp Endüstrileri
  • Yangın Söndürme Testi
  • Havacılık ve Uzay Endüstrileri
  • Ulaştırma Endüstrileri
  • Endüstriyel Uygulamalar
  • MAP (Modifiye Atmosfer Paketleme)
  • Tarım Endüstrileri
  • Madencilik
  • Gazlaştırma
  • İç hava kalitesi
  • Biyogaz
  • HVAC
  • Depolama
  • Toplam Organik Karbon (TOC).
  • Proses Kontrolü
  • Kontrollü Çevre Bahçe Bitkileri
  • Kontrollü Atmosfer Depolama

BİR CEVAP BIRAK

Please enter your comment!
Please enter your name here