維薩拉二氧化碳傳感器GMP251和GMP252如何測量CO2

　　本文檔涉及以下主題：

　　•理想氣體定律以及如何使用它來針對環境因素補償CO2測量值

　　•與CO2有關的安全問題

　　二氧化碳和由兩個或更多不同原子組成的其他氣體以吸收紅外線(IR)輻射。可使用IR技術檢測這類氣體。例如，可使用IR傳感器測量水蒸汽、甲烷、二氧化碳和一氧化碳的含量。其特征吸收譜帶顯示在圖1中。

　　IR傳感是應用廣泛的一種CO2檢測技術。IR傳感器與化學傳感器相比有很多優勢。它們穩定，且對于測量的氣體具有高選擇性。它們的使用壽命長，因為測量的氣體不直接與傳感器作用，IR傳感器可以承受高濕度、灰塵、臟污和其他惡劣環境。

　　維薩拉二氧化碳傳感器使用IR紅外傳感技術來測量CO2的體積濃度。它采用電可調法布里珀干涉儀(FPI)濾波器進行雙波長測量。這意味著除了測量CO2吸收量外，CARBOCAP®傳感器還執行參考測量，該測量可補償光源強度的變化以及光路中的污染和污垢積聚。這使傳感器隨著時間的推移也非常穩定。

　　當估計溫度和壓力變化對CO2測量的影響時，理想氣體定律很有用。它可用于補償CO2讀數。

　　在現實世界中，氣體的行為并不與理想氣體的行為相同，但是理想氣體的行為常常可用于描述實際氣體的近似行為。理想氣體定律根據下面的方程式來描述一定量氣體的狀態與壓力、體積和溫度之間的關系：

　　p=壓力[Pa]

　　n=氣體量[mol]

　　T=溫度[K]

　　（三）CO2變送器的最佳位置：

　　•墻上安裝的傳感器（按需通風）與管道安裝的傳感器相比，可提供有關通風效果的更準確數據。管道安裝的傳感器更適合單區域系統，應盡可能靠近被占用的空間，以便于維護。

　　（四）溫度和壓力對CO2測量的影響：

　　下圖直觀地說明壓力或溫度增加如何改變氣體狀態以及它如何影響CO2測量。

　　理想氣體定律可用于計算給定溫度和壓力下氣體的分子密度，此時標準環境溫度和壓力(SATP)條件下的氣體密度是已知的。將氣體量(n)替換為ρV/M，假定氣體的摩爾質量(M)在兩個不同條件下為常數，則方程式可以表示為：方程式1。

　　密度公式可用于估計當溫度和/或壓力變化時氣體傳感器讀數如何變化。

　　同樣的補償規則適用于溫度影響。不過，現在提供了很多可測量和補償溫度變動的CO2計，因此無需任何外部補償。表1顯示根據理想氣體定律，當溫度和壓力變化時CO2傳感器讀數（氣體在SATP下包含1,000 ppm的CO2）如何變化的示例。

　　進一步處理理想氣體定律使我們可以了解氣體混合物的組成在恒定壓力、溫度和體積時如何變化。例如，這可用于估計濕度變化對CO2讀數的影響。氣體混合物的分子存在于在相同溫度下的相同系統體積中（V對于所有氣體均相同）。理想氣體定律可以改為：

　　第二個方程式稱為道爾頓分壓定律。它氣體混合物的總壓等于混合物中所有組分氣體的分壓之和。

　　這被稱為稀釋效應，可以使用表2來估計。已知干燥氣體的CO2濃度時可以計算高濕環境下的CO2濃度。為此，需要知道1013 hPa下的露點(Td)或干濕條件下的水蒸汽濃度(ppm)。從橫軸選擇高濕環境的濕度條件，從縱軸選擇干燥氣體的條件。

　　（五）二氧化碳和人身安全：