CO2传感器CO2传感器技术说明

实现了长期稳定性和高测量精度的NDIR方式CO2传感器

  • 专有的校准曲线算法
  • 通过专有的机构实现双波长(分别用于测量和参考)NDIR方式,由此实现自动校正功能(已注册专利)

采用了不使用大气浓度(约400ppm)的校正方法,因此可用于无法获得大气精确浓度的“农业(温室)”和“BEMS(建筑空调控制)”领域。

  • *NDIR : Non-Dispersive Infrared(非色散红外线吸收)
    通过测量气体固有的红外吸收波段的光量变化来测量气体浓度的方式。

通用CO2传感器(NDIR方式)的原理和问题

通用NDIR方式CO2传感器的原理
CO2浓度是根据与CO2浓度相应的光吸收量来计算的。
通用NDIR方式CO2传感器的问题
多种因素会导致特性漂移,因此需要进行校正。
NDIR方式CO2传感器的原理及漂移原因图片。1. 大气校正方法。校正需要手动实施。存在漂移原因。2. 其他公司的双波长方式。可以通过自动校正来校正光源。存在光路和受光元件的漂移原因。3. 村田的双波长方式。可消除光源、光路、受光元件的全部漂移原因。

CO2传感器的多种校正方法和漂移特性

NDIR CO2传感器的多种方式与特性示例图片。
校正方法详情图片。1. 大气校正方法。假设大气CO2浓度为400ppm,通过软件对漂移实施重置。 由于斜率无法补正,因此在CO2浓度偏离400ppm的环境中会存在较大的误差。即使重置后漂移倾向也仍然存在。

双波长方式CO2传感器比较

2. 其他公司的双波长方式图片。1光源/2光路/2元件的双波长方式。受光元件的特性变化(2个受光元件之间的个体差异)无法校正。用于测量CO2的光学滤波器和用于参考的光学滤波器使用的光用的是不同的反射面,因此无法消除光路因素的影响。
3. 村田的双波长方式图片。1光源/1光路/1元件的双波长方式。用于测量CO2的光学滤波器和用于参考的光学滤波器使用相同的光。由于光源、光路和受光元件可以通过可动式滤波器实现共通,因此这些漂移原因全部都能校正。

初始特性

通过专有的自动校正功能,我们已经实现了将具有高精度和出众的温度稳定性的CO2传感器产品化。

村田的CO2传感器图片
通用CO2传感器图片

可靠性测试

在高温、高湿环境下进行的负载测试(加速测试)[设置环境 : 50°C,95%RH]

通用CO2传感器

  • 主要受到光路反射面劣化和受光元件灵敏度变化的影响,产生较大的漂移

村田的CO2传感器

  • 通过高性能光路及反射面设计阻止劣化
  • 通过专有的受光元件设计和信号处理技术抑制灵敏度变化
  • 通过自动校正可以对反射面劣化和受光元件灵敏度变化的影响进行自动校正,因此能维持稳定的性能
可靠性测试图片1

在实际现场进行的长期稳定性测试(漂移量测量)[设置环境 : 建筑空调管道]

漂移量测量方法 : 使用CO2浓度为1000ppm的标准气体进行测量(包括测量误差)

  • 长时间漂移小于或等于50ppm
  • 产品寿命为10年(设计寿命)
  • 通过专有的自动校正功能维持长期稳定性和高测量精度
  • 有望提高可维护性
  • 用于建筑空调时,可在建筑管理法规定的CO2浓度上限附近进行控制
    →例如,在上限为1000ppm,余量为50ppm时,设定为950ppm,有助于减少空调能耗。
可靠性测试图片2。由户田建设提供、由Azbil提供。
确认在管道设置环境下为±50ppm / Year@1000ppm
  • 漂移 : 输出变动。