本文檔涉及以下主題：

 （1）紅外二氧化碳(CO2)傳感器的操作原理

 （2）理想氣體定律以及如何使用它來針對環(huán)境因素補(bǔ)償CO2測量值

 （3）CO2變送器的最佳位置

　　一：紅外傳感器的操作原理

 二氧化碳和由兩個或更多不同原子組成的其他氣體的方式吸收紅外線(IR)輻射。可使用IR技術(shù)檢測這類氣體。例如，可使用IR傳感器測量水蒸汽、甲烷、二氧化碳和一氧化碳的含量。其特征吸收譜帶顯示在圖1中。

 IR傳感是應(yīng)用廣泛的一種CO2檢測技術(shù)。IR傳感器與化學(xué)傳感器相比有很多優(yōu)勢。它們穩(wěn)定，且對于測量的氣體具有高選擇性。它們的使用壽命長，因為測量的氣體不直接與傳感器作用，IR傳感器可以承受高濕度、灰塵、臟污和其他惡劣環(huán)境。

 IR CO2檢測器的核心部件是光源、測量室、干擾濾波器和IR檢測器。IR輻射從光源通過測量的氣體導(dǎo)向到檢測器。位于檢測器前面的濾波器防止非測量氣體的波長抵達(dá)檢測器。檢測光強(qiáng)度并將其轉(zhuǎn)換為氣體濃度值。

 維薩拉CARBOCAP®二氧化碳傳感器使用IR紅外傳感技術(shù)來測量CO2的體積濃度。它采用電可調(diào)法布里珀羅涉儀(FPI)濾波器進(jìn)行雙波長測量。這意味著除了測量CO2吸收量外，CARBOCAP®傳感器還執(zhí)行參考測量，該測量可補(bǔ)償光源強(qiáng)度的變化以及光路中的污染和污垢積聚。這使傳感器隨著時間的推移也非常穩(wěn)定。

　　二：理想氣體定律

 當(dāng)估計溫度和壓力變化對CO2測量的影響時，理想氣體定律很有用。它可用于補(bǔ)償CO2讀數(shù)。

 理想氣體是一種假想氣體，它們由隨機(jī)移動的相同點(diǎn)粒子組成，其大小和分子間相互作用力可忽略不計。假定理想氣體分子相互之間以及與容器壁均發(fā)生彈性碰撞。

 在現(xiàn)實世界中，氣體的行為并不與理想氣體的行為全相同，但是理想氣體的行為常?？捎糜诿枋鰧嶋H氣體的近似行為。理想氣體定律根據(jù)下面的方程式來描述一定量氣體的狀態(tài)與壓力、體積和溫度之間的關(guān)系：

pV = nRT

其中：

p = 壓力 [Pa]

V = 氣體體積 [m3]

n = 氣體量 [mol]

R = 通用氣體常數(shù)(= 8.3145 J/mol K)

T = 溫度 [K]

　　三：CO2變送器的最佳位置

 •避免放在人呼吸的氣體可能會直接傳到傳感器的位置。還要避免將傳感器靠近進(jìn)氣或排氣管，也不要靠近窗口和門口。

 •墻上安裝的傳感器（按需通風(fēng)）與管道安裝的傳感器相比，可提供有關(guān)通風(fēng)效果的更準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。管道安裝的傳感器更適合單區(qū)域系統(tǒng)，應(yīng)盡可能靠近被占用的空間，以便于維護(hù)。

 •出于人身安全目的測量CO2時，變送器應(yīng)靠近潛在的泄漏點(diǎn)安裝，以便提早檢測。需要考慮監(jiān)測區(qū)域的幾何形狀、通風(fēng)和氣流情況。應(yīng)基于風(fēng)險評估確定CO2變送器的數(shù)目和位置。