拆解二氧化碳傳感器的內(nèi)部構(gòu)造及原理說明

傳感器作為感知部件，其原理各種各樣，傳感器的工作原理可以分為多種類型，主要包括以下幾種。

物理型傳感器：這類傳感器基于物理效應(yīng)來檢測和轉(zhuǎn)換被測量。例如，應(yīng)變式傳感器、壓電式傳感器等。

化學(xué)型傳感器：這些傳感器利用化學(xué)反應(yīng)或物質(zhì)的性質(zhì)變化來進(jìn)行測量。例如，氣體傳感器、pH傳感器等。

生物型傳感器：這類傳感器通過生物分子或細(xì)胞的特定反應(yīng)來檢測和轉(zhuǎn)換被測量。例如，血糖監(jiān)測器、DNA傳感器等。

電阻式傳感器：根據(jù)電阻的變化來檢測被測量。例如，電位器式、應(yīng)變片式、壓阻式等。

電容式傳感器：利用電容的變化來檢測被測量。例如，觸摸屏、濕度傳感器等。

電感式傳感器：基于電磁感應(yīng)原理，如電感式、差壓變送器、電渦流式等。

熱電式傳感器：利用溫度變化引起的電壓變化來檢測溫度。例如，熱電偶、熱敏電阻等。

光電式傳感器：通過光強(qiáng)度的變化來檢測被測量。例如，光電管、光敏電阻、紅外線傳感器等。

超聲波傳感器：利用超聲波的傳播時(shí)間或頻率變化來檢測距離、速度等參數(shù)。

聲波傳感器：基于聲音波的反射和接收來檢測環(huán)境中的聲音或噪聲水平。

NDIR非分光紅外氣體傳感技術(shù)

非分光紅外氣體傳感技術(shù)的原理是氣體對(duì)特征紅外波長的吸收符合朗伯比爾（Lambert-Beer）定律。其基本原理是紅外光源發(fā)射一道紅外光束穿過采樣氣室，樣本中的各氣體組分吸收特定頻率的紅外線。通過探測器接收和測量相應(yīng)頻率的紅外線吸收量，結(jié)合嵌入式軟件中設(shè)置的算法分析，可確定該氣體組分的濃度。之所以說這種技術(shù)是非分光的，系因穿過采樣氣室的波長未經(jīng)預(yù)先濾波。

不同氣體由于其分子結(jié)構(gòu)、濃度和能量分布的差異，而有各自不同的吸收光譜。如果不同氣體的吸收峰重疊，就必須處理這些氣體之間的相互干擾。此外，在特定波長范圍內(nèi)，氣體檢測還將受到水分的干擾。因此，使用非分光紅外技術(shù)進(jìn)行氣體測量，需要解決不同氣體之間的交叉干擾、高低溫影響、濕度影響、元器件噪聲影響等問題，這就需要?dú)饴?、電路、光路設(shè)計(jì)及軟件算法的綜合配合。

SCD30二氧化碳傳感器是一種基于非分散紅外（NDIR）技術(shù)的高精度傳感器，用于測量空氣中的二氧化碳濃度。其工作原理主要包括以下幾個(gè)步驟：

引入樣品：空氣樣品被引入到一個(gè)光學(xué)腔室中。

光源照射：在該腔室內(nèi)有兩個(gè)紅外光源，一個(gè)是波長為4.2微米的參考光源，另一個(gè)是波長為4.5微米的目標(biāo)氣體光源。

紅外輻射檢測：當(dāng)目標(biāo)氣體（即二氧化碳）與參考?xì)怏w同時(shí)通過這些光源時(shí)，它們會(huì)吸收不同波長的紅外輻射。由于二氧化碳對(duì)特定波長的紅外光有選擇性吸收，因此通過測量不同波長光的強(qiáng)度變化可以確定二氧化碳的濃度。

信號(hào)處理：檢測到的紅外輻射強(qiáng)度被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并由信號(hào)處理電路進(jìn)行處理，最終輸出二氧化碳的濃度值。

SCD30還集成了溫度和濕度傳感器，能夠自動(dòng)補(bǔ)償環(huán)境溫度和濕度的影響，從而提高測量精度和穩(wěn)定性。這種雙通道原理使得SCD30能夠在長期使用中保持出色的穩(wěn)定性。

SCD30二氧化碳傳感器工作功耗在0.3W左右。