कार्बन डाइऑक्साइड सेंसर

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Not to be confused with Carbon monoxide sensor.

एक कार्बन डाइऑक्साइड सेंसर या CO2 सेंसर कार्बन डाईऑक्साइड गैस की माप के लिए उपकरण है। सीओ के लिए सबसे आम सिद्धांत2 सेंसर इन्फ्रारेड गैस सेंसर (एनडीआईआर) और रासायनिक गैस सेंसर हैं। इनडोर वायु गुणवत्ता की निगरानी में कार्बन डाइऑक्साइड को मापना महत्वपूर्ण है,[1] capnograph उपकरण के रूप में फेफड़ों का कार्य, और कई औद्योगिक प्रक्रियाएं।

नॉनडिस्पर्सिव इन्फ्रारेड (NDIR) CO2 सेंसर

CO2 एकाग्रता मीटर नॉनडिस्पर्सिव इन्फ्रारेड सेंसर का उपयोग कर रहा है
Main article: Nondispersive infrared sensor
See also: Capnography

सीओ का पता लगाने के लिए एनडीआईआर सेंसर स्पेक्ट्रोस्कोपी सेंसर हैं2 गैसीय वातावरण में इसकी विशेषता अवशोषण द्वारा। प्रमुख घटक अवरक्त स्रोत, प्रकाश ट्यूब, हस्तक्षेप (तरंग दैर्ध्य) फिल्टर और अवरक्त डिटेक्टर हैं। गैस को पंप किया जाता है या प्रकाश ट्यूब में फैलाया जाता है, और इलेक्ट्रॉनिक्स प्रकाश की विशिष्ट तरंग दैर्ध्य के अवशोषण को मापते हैं। एनडीआईआर सेंसर का उपयोग अक्सर कार्बन डाइऑक्साइड को मापने के लिए किया जाता है।[2] इनमें से सर्वश्रेष्ठ में 20-50 भागों प्रति मिलियन की संवेदनशीलता है।[2]विशिष्ट एनडीआईआर सेंसर की कीमत (यूएस) $100 से $1000 रेंज में है।

एनडीआईआर सीओ2 भंग सीओ के लिए सेंसर का भी उपयोग किया जाता है2 पेय कार्बोनेशन, फार्मास्युटिकल किण्वन और कार्बन डाइऑक्साइड कैप्चर और स्टोरेज जैसे अनुप्रयोगों के लिए | सीओ2 ज़ब्ती आवेदन। इस मामले में वे एटीआर (एटेन्यूएटेड टोटल रिफ्लेक्शन) ऑप्टिक से जुड़े होते हैं और गैस को सीटू में मापते हैं। नए विकास में इस सेंसर की लागत को कम करने और छोटे उपकरणों (उदाहरण के लिए एयर कंडीशनिंग अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए) बनाने के लिए माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक सिस्टम (एमईएमएस) आईआर स्रोतों का उपयोग करना शामिल है।[3] एक अन्य विधि (हेनरी का नियम) का उपयोग भंग सीओ की मात्रा को मापने के लिए भी किया जा सकता है2 तरल में, अगर विदेशी गैसों की मात्रा नगण्य है।

फोटोकॉस्टिक सेंसर

सीओ2 फोटो ध्वनिक स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करके मापा जा सकता है। सीओ की एकाग्रता2 विद्युतचुंबकीय ऊर्जा के स्पंदों (जैसे वितरित प्रतिक्रिया लेजर से) के नमूने के अधीन करके मापा जा सकता है[4]) जिसे विशेष रूप से CO के अवशोषण तरंगदैर्घ्य के लिए ट्यून किया गया है2. ऊर्जा की प्रत्येक स्पंदन के साथ, CO2 नमूने के भीतर के अणु प्रकाश ध्वनिक प्रभाव के माध्यम से दबाव तरंगों को अवशोषित और उत्पन्न करेंगे। इन दबाव तरंगों को फिर ध्वनिक डिटेक्टर से पता लगाया जाता है और प्रयोग करने योग्य सीओ में परिवर्तित किया जाता है2 कंप्यूटर या माइक्रोप्रोसेसर के माध्यम से पढ़ना।[5]


रासायनिक सीओ2 सेंसर

रासायनिक सीओ2 पॉलीमर- या हेटरोपॉलीसिलोक्सेन पर आधारित संवेदनशील परतों वाले गैस सेंसरों में बहुत कम ऊर्जा खपत का प्रमुख लाभ है, और यह कि उन्हें माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक-आधारित सिस्टम में फ़िट होने के लिए आकार में कम किया जा सकता है। एनडीआईआर माप सिद्धांत के साथ तुलना करने पर नकारात्मक पक्ष, लघु और दीर्घकालिक बहाव प्रभाव, साथ ही साथ कम समग्र जीवनकाल प्रमुख बाधाएं हैं।[6] सीओ पुल2 फैक्ट्री से शिपिंग से पहले सेंसर पूरी तरह से कैलिब्रेट किए जाते हैं। समय के साथ, सेंसर की दीर्घकालिक स्थिरता बनाए रखने के लिए सेंसर के शून्य बिंदु को कैलिब्रेट करने की आवश्यकता होती है।[7]


अनुमानित सीओ2 सेंसर

कार्यालय या जिम जैसे इनडोर वातावरण के लिए जहां CO. का प्रमुख स्रोत होता है2 मानव श्वसन (फिजियोलॉजी) है, वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (वीओसी) और हाइड्रोजन गैस (एच) जैसी कुछ आसान-से-माप मात्राओं को कम करना2) सांद्रता वास्तविक सीओ का अच्छा-पर्याप्त अनुमानक प्रदान करती है2 वेंटिलेशन और अधिभोग उद्देश्यों के लिए एकाग्रता। इसके अलावा, जहां तक ​​वेंटिलेशन श्वसन वाइरस के प्रसार का कारक है,[8] सीओ2 स्तर COVID-19 जोखिम के लिए मोटा मीट्रिक हैं; खराब वेंटिलेशन, वायरस के लिए बेहतर और इसके विपरीत।[9][10] सस्ते (~$20) माइक्रोइलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम (MEMS) धातु ऑक्साइड अर्धचालक (MOS) तकनीक का उपयोग करके इन पदार्थों के सेंसर बनाए जा सकते हैं। वे जो पठन उत्पन्न करते हैं उसे अनुमानित CO कहा जाता है2 (ईको2)[11] या सीओ2 समकक्ष (को2ईक).[12]हालांकि लंबे समय में रीडिंग काफी अच्छी होती है, वीओसी या सीओ के गैर-श्वसन स्रोतों को पेश करना2, जैसे फलों को छीलना या इत्र का उपयोग करना, उनकी विश्वसनीयता को कम कर देगा। एच2-आधारित सेंसर कम अतिसंवेदनशील होते हैं क्योंकि वे मानव श्वास के लिए अधिक विशिष्ट होते हैं, हालांकि निदान के लिए हाइड्रोजन सांस परीक्षण निर्धारित स्वास्थ्य स्थितियों में भी उन्हें बाधित करेगा।[12]


अनुप्रयोग


यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ Kampezidou, S. I.; Tikayat Ray, A.; Duncan, S.; Balchanos, M.G.; Mavris, D.N. (2021-01-07). "Real-time occupancy detection with physics-informed pattern-recognition machines based on limited CO2 and temperature sensors". Elsevier Energy and Buildings. 242: 110863. doi:10.1016/j.enbuild.2021.110863. ISSN 0378-7788. S2CID 233831299.
  2. ↑ 2.0 2.1 Carbonate Based CO2 Sensors with High Performance, Th. Lang, H.-D. Wiemhöfer and W. Göpel, Conf.Proc.Eurosensors IX, Stockholm (S) (1995); Sensors and Actuators B, 34, 1996, 383–387.
  3. ↑ Vincent, T.A.; Gardner, J.W. (November 2016). "पीपीएम स्तरों पर सांस विश्लेषण में कार्बन डाइऑक्साइड की निगरानी के लिए कम लागत वाली एमईएमएस आधारित एनडीआईआर प्रणाली". Sensors and Actuators B: Chemical. 236: 954–964. doi:10.1016/j.snb.2016.04.016.
  4. ↑ Zakaria, Ryadh (March 2010). NDIR INSTRUMENTATION DESIGN FOR CO2 GAS SENSING (PhD). pp. 35–36.
  5. ↑ AG, Infineon Technologies. "CO2 Sensors - Infineon Technologies". www.infineon.com. Retrieved 2020-11-10.
  6. ↑ Reliable CO2 Sensors Based with Silicon-based Polymers on Quartz Microbalance Transducers, R. Zhou, S. Vaihinger, K.E. Geckeler, and W. Göpel, Conf.Proc.Eurosensors VII, Budapest (H) (1993); Sensors and Actuators B, 18–19, 1994, 415–420.
  7. ↑ "CO2 Auto-Calibration Guide" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2014-08-19. Retrieved 2014-08-19.
  8. ↑ Moriyama, Miyu; Hugentobler, Walter J.; Iwasaki, Akiko (29 September 2020). "श्वसन वायरल संक्रमण की मौसमी". Annual Review of Virology. 7 (1): 83–101. doi:10.1146/annurev-virology-012420-022445. PMID 32196426. S2CID 214601321.
  9. ↑ Peng, Zhe; Jimenez, Jose L. (11 May 2021). "Exhaled CO 2 as a COVID-19 Infection Risk Proxy for Different Indoor Environments and Activities". Environmental Science & Technology Letters. 8 (5): 392–397. doi:10.1021/acs.estlett.1c00183. PMC 8043197.
  10. ↑ https://www.sciencedaily.com/releases/2021/04/210407143809.html[bare URL]
  11. ↑ Rüffer, D; Hoehne, F; Bühler, J (31 March 2018). "नया डिजिटल मेटल-ऑक्साइड (MOx) सेंसर प्लेटफॉर्म।". Sensors (Basel, Switzerland). 18 (4): 1052. Bibcode:2018Senso..18.1052.. doi:10.3390/s18041052. PMC 5948493. PMID 29614746.
  12. ↑ 12.0 12.1 Herberger S, Herold M, Ulmer H (2009). "मांग नियंत्रित वेंटिलेशन के लिए MOS गैस सेंसर तकनीक" (PDF). Proceedings of the 4th International Symposium on Building and Ductwork Air Tightness and 30th AIVC Conference on Trends in High Performance Buildings and the Role of Ventilation. Berlin.
  13. ↑ Arief-Ang, I.B.; Hamilton, M.; Salim, F. (2018-06-01). "RUP: Large Room Utilisation Prediction with carbon dioxide sensor". Pervasive and Mobile Computing. 46: 49–72. doi:10.1016/j.pmcj.2018.03.001. ISSN 1873-1589. S2CID 13670861.
  14. ↑ Arief-Ang, I.B.; Salim, F.D.; Hamilton, M. (2018-04-14). डेटा खनन [SD-HOC: Seasonal Decomposition Algorithm for Mining Lagged Time Series]. Springer, Singapore. pp. 125–143. doi:10.1007/978-981-13-0292-3_8. ISBN 978-981-13-0291-6.
  15. ↑ KMC Controls. (2013). Demand Control Ventilation Benefits for Your Building. Retrieved 25 March 2013, from http://www.kmccontrols.com/docs/DCV_Benefits_White_Paper_KMC_RevB.pdf Archived 2014-06-27 at the Wayback Machine
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