Công nghệ NDIR: Hấp thụ hồng ngoại dựa trên phân tử "vân tay"

Trọng tâm của công nghệ NDIR nằm ở việc sử dụng các đặc tính hấp thụ mạnh của phân tử CO ₂ đối với ánh sáng hồng ngoại có bước sóng cụ thể. Khi ánh sáng bước sóng 4,26 μm phát ra từ nguồn sáng ngoài đỏ đi qua buồng khí chứa CO ₂, các phân tử khí hấp thụ chọn lọc ánh sáng bước sóng này và cường độ ánh sáng còn lại được máy dò nhận được sau khi đi qua bộ lọc băng hẹp. Theo định luật Lambert-Beer, mức độ suy giảm cường độ ánh sáng có mối quan hệ tuyến tính với nồng độ CO ₂ và cảm biến có thể tính toán chính xác nồng độ bằng cách phát hiện sự thay đổi cường độ ánh sáng và đảo ngược bằng thuật toán. Ví dụ, cảm biến WS300 sử dụng thiết kế kênh kép, bằng cách đo sự khác biệt về cường độ ánh sáng giữa kênh và kênh tham chiếu, nhận ra thời gian thực tự hiệu chuẩn, loại bỏ ảnh hưởng của các yếu tố như suy giảm nguồn sáng, nhiễu môi trường, và ổn định lâu dài là tuyệt vời. Lợi thế cốt lõi của nó là khả năng chống nhiễu mạnh, thích hợp cho thực phẩm và đồ uống, giám sát môi trường và các tình huống khác, nhưng kích thước lớn hơn, cần phải làm sạch phòng khí thường xuyên để ngăn ngừa ô nhiễm.

Phương pháp huỳnh quang: phản ứng nhanh dựa trên sự dập tắt huỳnh quang

Cảm biến huỳnh quang thực hiện phép đo bằng cách phát hiện hiệu ứng truyền năng lượng sau khi vật liệu huỳnh quang va chạm với phân tử CO ₂. Các thuốc thử huỳnh quang phủ bề mặt đầu dò, chẳng hạn như phức hợp rutheni, phát ra ánh sáng đỏ dưới sự kích thích của ánh sáng xanh, trong khi các phân tử CO ₂ làm tắt huỳnh quang, dẫn đến tuổi thọ huỳnh quang ngắn hơn. Cảm biến tính toán nồng độ bằng cách đo sự thay đổi tuổi thọ huỳnh quang, kết hợp với phương trình Stern-Volmer. Ví dụ, cảm biến oxy hòa tan bằng phương pháp huỳnh quang đã đạt được thời gian đáp ứng 30 giây, cảm biến CO₂ cũng có đặc tính phản ứng nhanh và không cần màng điện phân hoặc thấm oxy, chi phí bảo trì thấp. Lợi thế cốt lõi của nó là kích thước nhỏ và không có vật liệu tiêu hao, thích hợp cho các tình huống như phát hiện di động và trồng trọt không có đất, nhưng độ chính xác thấp hơn một chút so với NDIR và dễ bị nhiễu ánh sáng mạnh.

So sánh kỹ thuật và tư vấn lựa chọn

Công nghệ NDIR có độ chính xác cao và tuổi thọ dài, phù hợp với các tình huống lắp đặt cố định; Quy luật huỳnh quang có tính năng phản ứng nhanh, không cần bảo trì và phù hợp hơn cho các yêu cầu giám sát động. Lựa chọn thực tế cần kết hợp với nhu cầu cảnh: xử lý nước thải và các cảnh có độ chính xác thấp đến trung bình có thể được ưu tiên lựa chọn cảm biến phương pháp điện hóa; Các cảnh có độ chính xác cao như thực phẩm, đồ uống, y học sinh học cần cảm biến NDIR hoặc huỳnh quang.