Máy phát hiện khí CO2 là một công cụ quan trọng để phát hiện nồng độ CO2 trong môi trường, được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp, nông nghiệp, giám sát chất lượng không khí trong nhà.

Nguyên tắc làm việc cơ bản của máy dò khí CO2:

(I) Nguyên tắc hấp thụ hồng ngoại

1. Giải thích nguyên tắc

- Nhiều máy dò khí carbon dioxide hoạt động trên nguyên tắc hấp thụ hồng ngoại. Các phân tử carbon dioxide có đặc tính hấp thụ quang phổ đặc biệt, tạo ra sự hấp thụ ánh sáng hồng ngoại trong phạm vi bước sóng cụ thể của ánh sáng hồng ngoại. Bên trong máy dò thường được trang bị một nguồn ánh sáng hồng ngoại phát ra một dải ánh sáng hồng ngoại cụ thể đi qua khu vực khí được đo có chứa carbon dioxide. Khi ánh sáng hồng ngoại đi qua, các phân tử carbon dioxide hấp thụ một bước sóng cụ thể của ánh sáng hồng ngoại, khiến cường độ ánh sáng hồng ngoại thay đổi sau khi đi qua khí.

- Ví dụ, trong một máy dò carbon dioxide hồng ngoại không phân tán đơn giản (NDIR), ánh sáng phát ra từ nguồn ánh sáng hồng ngoại đi qua buồng khí, nơi lưu trữ các mẫu khí cần được phát hiện. Một cảm biến hồng ngoại được đặt ở phía bên kia của buồng khí để phát hiện cường độ ánh sáng hồng ngoại còn lại sau khi đi qua nó. Theo định luật Lambert-Beer, độ hấp thụ tỷ lệ thuận với nồng độ khí và nồng độ carbon dioxide có thể được tính toán chính xác bằng cách đo cường độ ánh sáng hồng ngoại suy giảm như thế nào.

2. Sử dụng ví dụ cảnh

- Máy dò dựa trên nguyên tắc hấp thụ hồng ngoại này được sử dụng rộng rãi trong giám sát chất lượng không khí trong nhà. Ví dụ như trong nhà, văn phòng và những nơi khác, bằng cách lắp đặt thiết bị kiểm tra như vậy, bạn có thể theo dõi nồng độ carbon dioxide trong nhà trong thời gian thực, khi nồng độ quá cao, nhắc nhở mọi người thông gió để đảm bảo không khí trong nhà trong lành và khỏe mạnh. Trong sản xuất công nghiệp, đối với một số quy trình công nghệ cần kiểm soát nồng độ carbon dioxide, chẳng hạn như liên kết đóng gói điều chỉnh không khí trong chế biến thực phẩm, máy dò sử dụng nguyên tắc này có thể giám sát chính xác hàm lượng carbon dioxide trong bao bì và đảm bảo hiệu quả bảo quản thực phẩm.

(ii) Nguyên tắc điện hóa

1. Giải thích nguyên tắc

- Máy phát hiện khí CO2 điện hóa sử dụng phản ứng điện hóa giữa CO2 và dung dịch điện phân để phát hiện nồng độ của nó. Trong các cảm biến của máy dò, thường có một điện cực hoạt động, một điện cực cặp và một điện cực tham chiếu, cũng như một dung dịch điện phân cụ thể. Phản ứng oxy hóa khử xảy ra khi khí carbon dioxide khuếch tán lên bề mặt cảm biến và tiếp xúc với dung dịch điện giải.

Ví dụ, trong các cảm biến điện hóa carbon dioxide thông thường, carbon dioxide được khử hoặc oxy hóa trên bề mặt của điện cực hoạt động, tạo ra dòng điện và kích thước của dòng điện tỷ lệ thuận với nồng độ carbon dioxide. Bằng cách phát hiện tín hiệu hiện tại này, được xử lý và hiệu chuẩn bằng mạch tương ứng, bạn có thể thu được giá trị nồng độ carbon dioxide.

2. Sử dụng ví dụ cảnh

- Trong lĩnh vực nông nghiệp, đặc biệt là trong giám sát khí nhà kính, máy phát hiện CO2 theo nguyên tắc điện hóa đóng một vai trò quan trọng. Nó có thể theo dõi nồng độ carbon dioxide trong phòng nhiệt độ trong thời gian thực, giúp người trồng điều chỉnh hợp lý các hoạt động như thông gió và bón phân để thúc đẩy quang hợp của cây trồng và cải thiện năng suất và chất lượng cây trồng. Trong một số tình huống y tế đòi hỏi phải phát hiện nồng độ carbon dioxide trong khí thở ra của cơ thể, chẳng hạn như theo dõi chức năng hô hấp, v.v., máy phát hiện loại điện hóa học cũng có một số ứng dụng nhất định do tính năng nhỏ gọn và di động của nó.