Usuário:Lechatjaune/Sensor de dióxido de carbono

Um sensor de dióxido de carbono ou sensor de CO₂ é um instrumento para a medição de dióxido de carbono gazoso. Os princípios de funcionamento mais comuns são sensores de gás infravermelho (NDIR) e sensores de gás químico. Medir o dióxido de carbono é importante para monitorar a qualidade do ar interior, a função dos pulmões na forma de um dispositivo capnógrafo e muitos processos industriais.

Sensores de infravermelho não dispersivo (NDIR)

CO</br> CO medidor de concentração usando um sensor infravermelho não dispersivo

Os sensores NDIR detectam CO₂ por espectroscopia de infravermelho em ambiente gasoso pela sua absorção característica. Os componentes principais são uma fonte infravermelha, um tubo de luz, um filtro de interferência (comprimento de onda) e um detector infravermelho. O gás é bombeado ou difunde-se no tubo de luz e os componentes eletrônicos medem a absorção do comprimento de onda característico da luz. Os sensores NDIR são usados com mais frequência para medir o dióxido de carbono. O melhor deles tem sensibilidades de 20–50 PPM.

Os sensores NDIR CO₂ também são usados para medir os gás carbônico dissolvido em aplicações como a carbonatação de bebidas, fermentação farmacêutica e aplicações de captura de CO_2. Nesse caso, eles são acoplados a um equipamento de ATR (reflexão total atenuada) e medem o gás in situ. Novos desenvolvimentos incluem o uso de fontes de IR de sistemas microeletromecânicos (MEMS) para reduzir os custos desse sensor e criar dispositivos menores (por exemplo, para uso em aplicações de ar condicionado).

Outro método (Lei de Henry) também pode ser usado para medir a quantidade de gás carbônico dissolvido em um líquido se a quantidade de gases estranhos for insignificante. 

Sensores fotoacústicos

O gás carbônico pode ser medido usando espectroscopia fotoacústica. A concentração de pode ser medida submetendo uma amostra a pulsos de energia eletromagnética, como de um laser de realimentação distribuída, que é sintonizado especificamente para o comprimento de onda de absorção do CO₂. Com cada pulso de energia, as moléculas de CO₂ dentro da amostra irão absorver e gerar ondas de pressão por meio do efeito fotoacústico. Essas ondas de pressão são então detectadas com um detector acústico e convertidas em uma leitura utilizável por meio de um computador ou microprocessador.

Sensores químicos de CO₂

Sensores químicos de gás carbônico com camadas sensíveis à base de polímero ou heteropolissiloxano têm como principal vantagem o baixo consumo de energia e podem ser produzidos em tamanho reduzido para caber em sistemas baseados em microeletrônicos. No lado negativo, os efeitos da deriva de curto e longo prazo, bem como uma vida útil geral bastante baixa, são os principais obstáculos quando comparados com o princípio de medição NDIR. A maioria dos _{sensores de CO 2} são totalmente calibrados antes de serem enviados da fábrica. Com o tempo, o ponto zero do sensor precisa ser calibrado para manter a estabilidade do sensor a longo prazo.

Sensor de CO_{2 estimado}

Para ambientes internos, como escritórios ou academias, onde a principal fonte de gás carbônico é a respiração humana, analisar algumas quantidades mais fáceis de medir, como compostos orgânicos voláteis e concentrações de gás hidrogênio (H₂), fornece um estimador suficientemente bom da concentração real de CO₂ para fins de ventilação e ocupação. Sensores para essas substâncias podem ser feitos usando tecnologia de semicondutor de óxido metálico (MOS) MEMS de baixo custo. A leitura que geram é chamada de CO₂ estimando ou equivalente. Embora as leituras tendam a ser boas o suficiente a longo prazo, a introdução de fontes não respiratórias de compostos orgânicos voláteis ou CO₂, como descascar frutas ou usar perfume, prejudicará sua confiabilidade. Sensores baseados em H₂ são menos susceptíveis por serem mais específicos para a respiração humana, embora as próprias condições de ajuste do teste de respiração de hidrogénio também irão interferir.

Aplicações

• Exemplos:
  • Atmosferas modificadas
  • Qualidade do ar interno
  • Detecção de clandestino
  • Adegas e lojas de gás
  • Embarcações marítimas
  • Estufas
  • Gás de aterro
  • Espaços confinados
  • Aeroespacial
  • Assistência médica
  • Horticultura
  • Transporte
  • Criogenia
  • Gerenciamento de ventilação
  • Mineração
  • Rebreathers (SCUBA)
  • Descafeinação
• Para contagem de ocupação humana interna
• Para aplicações HVAC, os _{sensores de CO 2} podem ser usados para monitorar a qualidade do ar e a necessidade personalizada de ar fresco, respectivamente. Medir os _{níveis de CO 2} indiretamente determina quantas pessoas estão em uma sala e a ventilação pode ser ajustada de acordo. Consulte ventilação controlada por demanda (DCV) .

Veja também

• Analisador de gases de escape
• Sensor de oxigênio
• Detector de gás 

[[Categoria:Detectores]]