二氧化碳传感器的现状

日期：2024-12-19 09:39

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摘要：

二氧化碳传感器的现状现在大气中存在的CO2浓度大约为350ppm。人类的活动逐渐的加剧，大气中CO2浓度还有继续增加的趋势，这被认为是地球温度变暖的原因之一。正是由于这种原因，我们平时大多在浓度较高的环境中生活着。例如在办公室内，由于人多呼吸，室内的CO2浓度可以上升到60O～800ppm。在家庭中，使用液化汽炉时室内CO2的浓度可以达1000~3000ppm。因此为了能简便而**地测量出大气中及室内的co2浓度，开发廉价、小型、高性能的CO2传感器和二氧化碳变送器在目前就尤为重要。

二氧化碳传感器的现状,目前已经实用化的主要CO2传感器中。红外线式的CO2传感器的精度及稳定性能都很好，但是由于它需要与光学系统组装在一起成为一个完整的装置。而这种装置体积大，价格高，因此，在一般的家庭中不易使用。电化学式及热传导式的CO2传感器虽然体积小，但是其精度、稳定性及对气体的选择性都不太理想。而电化学式的CO2传感器还存在着必须在电解质溶液中使用的缺点

*新开发的各种小型CO2传感器虽然都是采用不同的材料制成的独具特色的传感器，但在精度、响应速度、水蒸气的影响等方面还都存在一些问题。在这些种类的传感器中，固体电解质C02传感器的原理是由加拿大的Gauthiev在l977年提出来的，并相继进行了各种研究。这种传感器是由固体电池的形式构成的，其形式为t 被检测的CO M CO ／固体电解质 (M 导电体 ) ／M 2CO，参比的CO2。所谓的M导电体，只是Na 、Li 、K等中的一种离子。如果是Na时，使用一AI2O3和 NASICON (Nai+xZr2P xSi，O 2)等材辩。如果是Li’时，使用的是LiI 3Al0 3Tio1(PO4)等材料。

作为电极用的材料，在开始研制的固体电解质 CO2传感器 (旧型传感器 )，通常使用NaCOl或Li2CO等单一的碳酸盐材料制成由于这种单一的材料受与CO2共存的水蒸气的影响很大，因此使二氧化碳传感器的灵敏度，响应特性、稳定性部很差，不能作为一种实用的传感器来使用。目前，国外已经开发出了一种采用Na作为导电体，使用了NASICON 材料，电掇材采用的是一种BaCO 一 Na 2CO，二成分系的碳酸盐制成的固体电解质CO2传感器(新型传感器)。选种传盛器具有很强的耐水性能和优良的响应特性，从而实现了固体电解质CO2传盛器的实用化。

二氧化碳传惑器的应用领域，co 2传感器分析仪，主要应用于大型建筑物、仓库中的大型空调装置及农业生产领域中的塑胶大棚中，对CO2的浓度进行监测控制。这种仪器主要存在着价格高，使用不方便等问题。为此开发的新型固体电解质CO2传感器为基础的小型、廉价、可靠性高的C02传感器，广泛地用于各领域中。这种传感器如果能在空调方面的民用自动换气扇、温度调节器中进一步得以应用，那么，其市场规模会更加拓宽。同时在农业方面，如果能开发出维修简便的二氧化碳传感器和湿度传感器，那么，在农民的家庭中也可以使用。此外，在医疗、运动生理学等领域中，这种传感器可以用来作为监测呼出气体中的Co2浓度及表皮血液中CO2浓度来使用。再有在普通的燃烧炉等的燃烧管理、食品包装、保存、运输等方面，都大量需要使用这种新型的传感器，因此，其市场前景是十分喜人的。

3．新型二氧化碳传感器的今后开**题如前所述，采用二成分系碳酸盐电极的固体电解质CO2传感器，在实际应用中具有许多优异的特性。但是要制成实际应用的传感器，元件的小型化是非常重要的。由于这种传感器的工作温度在550E附近，元件如果太大，加热器的功率就要增大，因此要制成仅用电池作为电源的便携式的CO2传感器是十分困难的。如果能将固体电簿质和电极等制成薄膜的形状，那么元件就可以实现微型化。

此外，要减少加热器的耗电量，首先应该采取降低工作温度的办法，它比元件的小型化效果更佳。目前，日本正在研制在350'C左右的低温下工作的传感器。今后如果能在传感器的材料方面进一步研究改进，制成能在常温附近工作的传感器，那么在生物、医疗等有关领域中，这种新型的传感器用选会更进一步

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