Принципы работы датчиков СО2

Учёные доказали, что состав вдыхаемого воздуха оказывает различные когнитивные способности на человека. Вместе с этим, наше самочувствие может улучшаться и ухудшаться. Это отражается на работоспособности, сне и общей жизнедеятельности. Поэтому многие стараются следить за чистотой и свежестью воздуха в доме или на работе. Так как мы живём в эру технологического прогресса, то нам помогают в обиходе различные девайсы. Одним из них является датчик СО2. Он помогает контролировать уровень углекислого газа в помещении для комфортной среды обитания.

Далее расскажем, как прибор определяет концентрацию СО2 в воздухе, какие датчики можно приобрести, сколько они стоят, и какие нюансы эксплуатации стоит учитывать.

СО2 в воздухе

Устройство и принцип

Прибор, способный определять концентрацию углекислого газа в помещении называется детектором СО2, или просто датчиком. Конструктивно это оптический сенсор, способный постоянно или периодически фонировать инфракрасное излучение и отслеживать изменения световой волны под влиянием уровня концентрации углекислого газа. Лучи инфракрасного светодиода работают в диапазоне 1–15 мкм, поэтому безопасны для человеческих глаз и абсолютно безвредны для живых организмов.

Датчик СО2 для бытового использования выглядит, как портативное устройство с дисплеем. В зависимости от модели, его дизайн может быть похож на сотовый телефон или цифровую фоторамку. На жидкокристаллическом экране отображается уровень углекислого газа в помещении, как правило цветным индикатором (красный, жёлтый, зелёный). Благодаря этому пользователь может видеть состав вдыхаемого воздуха. Помимо наблюдения за уровнем СО2, прибор информирует владельца об окружающей температуре и уровне влажности. В перечне главных конструктивных элементов можно выделить такие, как:

  • инфракрасный сенсор NDIR (nondispersive infrared sensor);
  • контроллеры температуры и влажности;
  • преобразователь (энкодер);
  • микроконтроллер;
  • реле напряжения;
  • блок питания.

Чтобы человек не отвлекался на показатели анализатора, многие производители оснащают продукцию акустическим сигналом. В случае высокой концентрации СО2, прибор подаст предупреждающий звук. В качестве источников питания прибора применяется батарейка 6 В. Почти все девайсы могут подключаться к компьютеру через USB порт и способны принимать сигнал Wi-Fi.

Интересный факт. Естественный уровень содержания углекислого газа в организме человека и животных составляет 6–7 %, а кислорода — 2 %. Иными словами, у здоровых людей соотношение углекислого газа и кислорода в организме в пропорции 3/1. Так что без СО2 мы тоже жить не сможем.

МЕГЕОН 08082

Кому особенно рекомендован

На смену деревянным оконным рамам пришли стеклопакеты. В основном они сделаны из пластика, который не «дышит». Как следствие, снижается приток свежего воздуха. Если не работает вентиляционный канал, то в помещении неизбежно увеличивается концентрация углекислого газа. В таком случае нередко доводится слышать от людей фразу «воздух тяжёлый».

В такой квартире или офисе человек может почувствовать себя плохо из-за недостатка кислорода в крови. Например, начинает болеть голова. В основной группе риска гипертоники, так как организм неизбежно повышает артериальное давление. Это происходит для того, чтобы обеспечить мозг кислородом за счёт увеличения объёма перекачиваемой крови. При этом неизбежно возрастает нагрузка на сосуды, которые могут не выдержать.

Для справки. Гипертонией страдают 20–30 % населения Земли. К возврату 65 лет диагноз подтверждается у 60 %. При этом, больше половины не знают о своём недуге, пока случайно не измерят давление.

Даже если в доме нет гипертоников, то: упадок сил, слабость, депрессия — знакомы многим. Наиболее часто они проявляются осенью зимой и ранней весной. Перечисленные недуги списывают на нехватку витаминов и солнечного света. Но на самом деле причиной тому является избыточное содержание углекислого газа в помещении. В эти времена года окна на проветривание открываются редко, чтобы не выпускать тепло. Поэтому организму не хватает кислорода.

головная боль

Параметры

Датчик углекислого газа (комнатный или промышленный) диагностирует уровень СО2 в единицах измерения ррm (Parts per million). Расшифровка аббревиатуры переводится с английского языка, как «миллионная доля» или «частей на миллион».

Таблица 1. Концентрация угольного ангидрида в атмосфере

Уровень Параметры, ррm
Хороший (свежий воздух) 400
Нормальный 400–800
Плохой 800–1200

При высокой концентрации СО2 снижается работоспособность. Человек чувствует себя уставшим. У него рассеивается внимание, хочется спать, а иногда кружится голова. Учёные установили, что существует связь между концентрацией углекислого газа и ощущением духоты. Это чувство появляется у здорового человека на уровне 800 ррm. А, в современных офисах бывает 2000 ррm и более, при этом работники могут не ощущать опасность воздействия СО2.

Виды детекторов

В современных квартирах и частных жилых постройках всё чаще можно встретить систему «умный дом». Как правило здесь есть автоматизированная вентиляция. Когда уровень углекислого газа достигает нежелательных параметров, датчик сигнализирует об этом контроллеру управления, после чего включается принудительная вентиляция помещений. Но портативные устройства встречаются намного чаще. Учитывая развитие спроса на многофункциональные сенсоры СО2, производители предлагают 2 группы приборов:

  • Канальные (интегрированные в системы вентиляции)
  • Бытовые (настольные, настенные и тому подобные).

Первые устанавливаются в воздуховоды. Они более унифицированные и в зависимости от концентрации угольного ангидрида, способны управлять вентиляционной системой, то есть, контролировать и регулировать расход приточного воздуха, а также производить калибровку на открытом пространстве.

Вторые — бытовые — используются в качестве информационных приборов и не могут управляться автоматикой и самостоятельно проветривать помещение. В случае повышенной концентрации СО2 устройство подаст звуковой сигнал владельцу, человек сам должен принять решение, открывать окна или нет.

В перечне изготовителей оптических детекторов СО2, фаворитом считается шведская компания SenseAir. Доведя технологию девайсов до совершенства, она сделала их максимально точными, стабильными и надежными.

детекторы SenseAir

Где применяются

Канальные или бытовые оптические анализаторы, для непрерывного или периодического контроля углекислого газа в воздухе, уже нашли применение на таких объектах, как:

  • квартиры и жилые дома;
  • офисные помещения и кабинеты чиновников;
  • лечебно-профилактические учреждения;
  • спортивные, торговые и развлекательные комплексы;
  • детские сады, школы, средние и высшие учебные заведения;
  • здания аэропортов;
  • рестораны, кафе, столовые;
  • автомобили;
  • теплицы.

Всё чаще системы наблюдения за СО2 встречаются на промышленных, сельскохозяйственных и животноводческих технологических объектах.

Интересный факт! Зевающие студенты на лекциях — это маркер повышенного содержания CO2 в аудитории.

Преимущества и недостатки

Любое техническое изделие имеет свои плюсы и минусы «подводные камни». Это правило распространяется и на датчик определения уровня СО2.

Преимущества:

  • компактные габариты;
  • небольшая масса;
  • высокий класс точности;
  • многофункциональность;
  • долговечность (период использования до 10 лет);
  • портативность (можно перенести в любую комнату);
  • простой интерфейс и легкая настройка;
  • эстетичный и привлекательный дизайн;
  • неприхотливые в обслуживании;
  • широкий диапазон измерений (0–5000 ррm).

Недостатки:

  • высокая цена;
  • чувствительность к влаге и пыли.

Учитывая разнообразную номенклатуру потенциалов можно смело говорить о том, что инфракрасный детектор углекислого газа — это современный высокотехнологичный гаджет.

Вредные выбросы — проблема всемирного масштаба. Многие страны объявили настоящую войну за экологию: растёт количество электрических автомобилей, разрабатываются современные очистные комплексы для промышленных предприятий, озеленяются города, идёт пропаганда в защиту природы. Быть в экологическом тренде — модно для жителей мегаполисов.

KF-900F

Цена датчиков СО2

К сожалению, в России установка детекторов углекислого газа пока не получила широкого распространения. Процесс идёт, но очень медленно. Возможно людей не устраивают высокие цены. Мы исследовали несколько тематических и широко известных сайтов, но нашли всего несколько вариантов устройств. К большому удивлению, данный товар в дефиците даже на таких крупных площадках, как AliExpress и Wildberries.

Таблица 2. Стоимость детектора СО2

Страна производитель Модель Цена, руб
Китай Даджет MT8057S 3990
Китай СЕМ DT-802 481769 11600
Тайвань Honeywell HAQ 13900
Россия МЕГЕОН 08020 18725
Россия МЕГЕОН 08082 34400

Источники: spb.vseinstrumenti.ru, ozon.ru, megeon-pribor.ru.

Вместе с приборами в комплекте поставляется: кабель mini USB/USB (устройство может работать как от ноутбука, так и напрямую от сети через блок питания) и сетевой адаптер (блок питания) со входом US.

Для справки. МЕГЕОН — это торговая марка. Компания заказывает разработку и изготовление приборов в России и за рубежом, после чего продаёт датчики под своим брендом.

Рекомендации по установке

Концентрация углекислого газа зависит от нескольких главных факторов: площадь комнаты, количества людей и область их сосредоточения. Хоть газ и летучая субстанция и способен равномерно распределяться внутри помещения, но в некоторых местах уровень СО2 выше, а в других ниже. Это связано с тем, что есть негерметичные участки, например, щели, благодаря которым появляется утечка или сквозняк. Поэтому эксперты не советуют ставить датчики рядом с входными дверями, вблизи окон и вентиляционных отдушин. Если пренебречь советом, то предоставленная прибором информация будет некорректной.

Предпочтительно установить сенсоры СО2 в тех комнатах, где люди проводят наибольшее количество времени, например, спальня, детская или зал. А вот коридор, прихожая и туалетная комната — не самые лучшие места для анализа воздуха. Рекомендованная высота размещения не ниже 1м от уровня пола. Допустимые нормы окружающей среды:

  • влажность: 0–95 % (без конденсата);
  • температура: 0–50 °С.

Датчики углекислого газа могут стать особенно интересными для людей, живущих в квартирах с газовыми плитами. Во время приготовления пищи на открытом огне содержание СО2 значительно увеличивается.

Эксперимент
Эксперимент: владелец датчика включил на кухне газ и уровень СО2 стремительно пошёл вверх. Красная линия. Затем он открыл форточку, и вместе с поступлением свежего воздуха линия угольного ангидрида развернулась вниз.

Предосторожности

Детектор углекислого газа довольно чувствительное устройство. Специалисты настойчиво рекомендуют исключить любое попадание воды на его корпус. Поэтому лучше не размещать датчик вблизи аквариума и не ставить рядом с ним чашку с кофе.

По той же причине нельзя мыть детектор. Следует предупредить об этом клининг-менеджеров, убирающих квартиру или офис.

У прибора сеть температурные ограничения, поэтому размещать его вблизи: варочных плит, отопительных регистров, конвекторов и каминов — нельзя. Тоже самое относится и к балконам в зимнее время.

Если в доме есть дети, то заранее продумайте место, где они не смогут достать детектор и поиграть им. Так как это девайс высокой точности, то его внутренние детали не рассчитаны на ударные нагрузки.

Заключение

Приобретая домой или на работу датчик, точнее, детектор углекислого газа — вы заметно улучшите своё самочувствие и работоспособность. Доказано учёными. Прибор станет превосходным подарком для пожилых близких родственников, например, родителей. Ведь свежий воздух — это залог здоровья и профилактики повышенного давления. Ещё, особенно рекомендуется обратить внимание на прибор владельцев квартир и частных домов, использующих газ для приготовления пищи или отопления дома. Открытый огонь сильно сжигает кислород. Со временем анализаторы СО2 прочно войдут в нашу жизнь, как некогда сотовые телефоны или интернет-модемы.

Видео по теме

Хорошая реклама
 

Ссылка на основную публикацию