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二氧化碳傳感器的現(xiàn)狀

日期：2025-01-06 20:46
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摘要：
二氧化碳傳感器的現(xiàn)狀現(xiàn)在大氣中存在的CO2濃度大約為350ppm。人類的活動逐漸的加劇，大氣中CO2濃度還有繼續(xù)增加的趨勢，這被認(rèn)為是地球溫度變暖的原因之一。正是由于這種原因，我們平時(shí)大多在濃度較高的環(huán)境中生活著。例如在辦公室內(nèi)，由于人多呼吸，室內(nèi)的CO2濃度可以上升到60O～800ppm。在家庭中，使用液化汽爐時(shí)室內(nèi)CO2的濃度可以達(dá)1000~3000ppm。因此為了能簡便而**地測量出大氣中及室內(nèi)的co2濃度，開發(fā)廉價(jià)、小型、高性能的CO2傳感器和二氧化碳變送器在目前就尤為重要。
二氧化碳傳感器的現(xiàn)狀,目前已經(jīng)實(shí)用化的主要CO2傳感器中。紅外線式的CO2傳感器的精度及穩(wěn)定性能都很好，但是由于它需要與光學(xué)系統(tǒng)組裝在一起成為一個(gè)完整的裝置。而這種裝置體積大，價(jià)格高，因此，在一般的家庭中不易使用。電化學(xué)式及熱傳導(dǎo)式的CO2傳感器雖然體積小，但是其精度、穩(wěn)定性及對氣體的選擇性都不太理想。而電化學(xué)式的CO2傳感器還存在著必須在電解質(zhì)溶液中使用的缺點(diǎn)
*新開發(fā)的各種小型CO2傳感器雖然都是采用不同的材料制成的獨(dú)具特色的傳感器，但在精度、響應(yīng)速度、水蒸氣的影響等方面還都存在一些問題。在這些種類的傳感器中，固體電解質(zhì)C02傳感器的原理是由加拿大的Gauthiev在l977年提出來的，并相繼進(jìn)行了各種研究。這種傳感器是由固體電池的形式構(gòu)成的，其形式為t 被檢測的CO M CO ／固體電解質(zhì) (M 導(dǎo)電體 ) ／M 2CO，參比的CO2。所謂的M導(dǎo)電體，只是Na 、Li 、K等中的一種離子。如果是Na時(shí)，使用一AI2O3和 NASICON (Nai+xZr2P xSi，O 2)等材辯。如果是Li’時(shí)，使用的是LiI 3Al0 3Tio1(PO4)等材料。      
作為電極用的材料，在開始研制的固體電解質(zhì) CO2傳感器 (舊型傳感器 )，通常使用NaCOl或Li2CO等單一的碳酸鹽材料制成由于這種單一的材料受與CO2共存的水蒸氣的影響很大，因此使二氧化碳傳感器的靈敏度，響應(yīng)特性、穩(wěn)定性部很差，不能作為一種實(shí)用的傳感器來使用。目前，國外已經(jīng)開發(fā)出了一種采用Na作為導(dǎo)電體，使用了NASICON 材料，電掇材采用的是一種BaCO 一 Na 2CO，二成分系的碳酸鹽制成的固體電解質(zhì)CO2傳感器(新型傳感器)。選種傳盛器具有很強(qiáng)的耐水性能和優(yōu)良的響應(yīng)特性，從而實(shí)現(xiàn)了固體電解質(zhì)CO2傳盛器的實(shí)用化。
二氧化碳傳惑器的應(yīng)用領(lǐng)域，co 2傳感器分析儀，主要應(yīng)用于大型建筑物、倉庫中的大型空調(diào)裝置及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的塑膠大棚中，對CO2的濃度進(jìn)行監(jiān)測控制。這種儀器主要存在著價(jià)格高，使用不方便等問題。為此開發(fā)的新型固體電解質(zhì)CO2傳感器為基礎(chǔ)的小型、廉價(jià)、可靠性高的C02傳感器，廣泛地用于各領(lǐng)域中。這種傳感器如果能在空調(diào)方面的民用自動換氣扇、溫度調(diào)節(jié)器中進(jìn)一步得以應(yīng)用，那么，其市場規(guī)模會更加拓寬。同時(shí)在農(nóng)業(yè)方面，如果能開發(fā)出維修簡便的二氧化碳傳感器和濕度傳感器，那么，在農(nóng)民的家庭中也可以使用。此外，在醫(yī)療、運(yùn)動生理學(xué)等領(lǐng)域中，這種傳感器可以用來作為監(jiān)測呼出氣體中的Co2濃度及表皮血液中CO2濃度來使用。再有在普通的燃燒爐等的燃燒管理、食品包裝、保存、運(yùn)輸?shù)确矫?，都大量需要使用這種新型的傳感器，因此，其市場前景是十分喜人的。
3．新型二氧化碳傳感器的今后開**題如前所述，采用二成分系碳酸鹽電極的固體電解質(zhì)CO2傳感器，在實(shí)際應(yīng)用中具有許多優(yōu)異的特性。但是要制成實(shí)際應(yīng)用的傳感器，元件的小型化是非常重要的。由于這種傳感器的工作溫度在550E附近，元件如果太大，加熱器的功率就要增大，因此要制成僅用電池作為電源的便攜式的CO2傳感器是十分困難的。如果能將固體電簿質(zhì)和電極等制成薄膜的形狀，那么元件就可以實(shí)現(xiàn)微型化。
此外，要減少加熱器的耗電量，首先應(yīng)該采取降低工作溫度的辦法，它比元件的小型化效果更佳。目前，日本正在研制在350'C左右的低溫下工作的傳感器。今后如果能在傳感器的材料方面進(jìn)一步研究改進(jìn)，制成能在常溫附近工作的傳感器，那么在生物、醫(yī)療等有關(guān)領(lǐng)域中，這種新型的傳感器用選會更進(jìn)一步

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