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二氧化碳检测仪

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目录

前言 (2)

第一章用户需求分析 (2)

第二章市场分布 (3)

2.1 市场上常用的二氧化碳的常用方法 (4)

2.11 气相色谱法 (4)

2.12 滴定法 (4)

2.13 电容式CO2传感器 (5)

2.14 红外吸收型CO2传感器 (5)

第三章适用范围及用途 (5)

3.1 蔬菜大棚的应用 (6)

3.11 种植大棚使用二氧化碳检测仪 (6)

3.12 施用二氧化碳对蔬菜产量的影响 (6)

3.13 施用二氧化碳对蔬菜植株性状的影响 (7)

3.2 适用的范围 (7)

3.21 大型畜牧养殖场 (7)

3.22 做节能环保产品厂家 (7)

3.23 井下安全生产: (8)

3.24 幼儿园、办公室、学校、超市: (8)

第四章产品分析 (8)

第五章产品规格 (12)

5.1接线说明 (13)

5.2通信协议额 (14)

前言

由于二氧化碳无色无味，一般情况下很难检测，而且过多吸入会引起人体不适或影响生物的生长。二氧化碳检测器是一款用于检测二氧化碳浓度的仪器，具有高精度、长寿命、体积小，易维护等特点，广泛应用于各个领域如发酵过程控制，农业暖房、温室CO2浓度监测。多种输出方式可选。

二氧化碳变送器具有多种量程可选、适应恶劣环境、安装简便和现场维护容易等特点，可供用户选择，二氧化碳变送器被广泛应用于写字楼、公共场所、温室大棚、厂房、酒店宴会厅、实验室、净化间、培养箱、安全报警、泄漏监测以及需要良好通风的恶劣环境等。为此，二氧化碳变送器在自动化中有着广阔的应用前景。

所谓变送器是把物理测量信号或者普通电信号转换成标准电信号输出，或能够以通讯协议方式输出的设备，二氧化碳变送器最大的贡献是在工农业生产中的应用，工农业生产中经常需要测量各种非电物理量(例如温度、压力、速度和空气等) ，它们都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。

第一章用户需求分析

设计的目的、意义和背景

利用传统方法对温室环境进行监控，采用人工方法检测和控制，及

其浪费人力资源，而且精度低，常常不能达到理想效果。目前国内推行科学种植技术，对温室大棚采用人工的方法控制温度和湿度，还通过CO2增施肥技术给大棚补充二氧化碳，虽然有科学资料可以借鉴，但是利用人工方法存在着很多弊端。尤其是对CO2浓度的监控，对于温度和湿度的监控，还可以通过温度计和湿度计的读数进行人工操作，而对CO2浓度的监控就没有那么简单。目前我国大多数大棚所采用的CO2增施肥方法非常笨拙，只是靠人工在固定时间对大棚进行CO2施肥，对CO2施肥的多少无法掌控，而植物对CO2的需求并不是越多越好，有资料表明：CO浓度维持在100ppm 植物正常进行光合作用，浓度在600-2019ppm光合作用为最佳状态，显然对CO2浓度的控制要得当。

近年来，随着单片机功能的日益强大和计算机的广泛应用，人们对大棚内参数检测的准确性和控制的稳定性越来越高。本设计就是针对此问题，设计相对准确的、稳定的CO2浓度监控装置，由于系统的灵活性和模块化，可以广泛应用于温室大棚环境监控。

随着传感器和计算机技术的不断进步和完善, CO2检测仪器开始发展起来。根据国内目前红外二氧化碳气体传感器技术,制作了一种具有广泛开的应用前景, 并以其测量范围宽、响应时间快、抗干扰能力强、成本低等特点的CO2气体检测仪。

第二章市场分布

目前检测二氧化碳的方法主要有化学法、电化学法、气相色谱法、容量滴定法等，这些方法普遍存在着价格贵，普适性差等问题，且测量精度还较低。而传感器法具有安全可靠、快速直读、可连续监测等优点。目前

各种检测用的二氧化碳传感器主要有固体电解质式、钛酸钡复合氧化物电容式、电导变化型厚膜式等，这些传感器存在对气体的选择性差、易出现误报、需要频繁校准、使用寿命较短等不足。而红外吸收型二氧化碳传感器具有测量范围宽、灵敏度高、响应时间快、选择性好、抗干扰能力强等特点。为此本设计采用红外吸收型二氧

化碳传感器，整个电路设计力求简单易用，快速直读，价格低廉。

2.1 市场上常用的二氧化碳的常用方法

2.11 气相色谱法

气相色谱法是将二氧化碳在色谱柱中与空气的其他成分完全分离后，进入热导检测器的工作臂，使该臂电阻值的变化与参考臂电阻值的变化不相等，惠斯通电桥失去平衡而产生的信号输出。在线性范围内，信号大小与进入检测器的二氧化碳浓度成正比。从而进行定性与定量测定。在进样3mL 时，测定浓度范围是0.02%~0.6%，最低检出浓度为0.014%。由于采用了气象色谱分离技术，所以空气、水、CO等均不影响测定，但是色谱分析条件常因实验条件不同而有差异，所以应根据所用气相色谱仪的型号和性能，制定能分析二氧化碳的最佳色谱分析条件。且在测量过程中需要配制标准气，并用纯氮气对标准气进行稀释，过程繁

琐，且操作时间较长，难以保证测量准确度。

2.12 滴定法

滴定法是用过量的氢氧化钡溶液与空气中二氧化碳作用生成碳酸钡沉淀，采样后剩余的氢氧化钡用标准乙二酸溶液滴定至酚酞试剂红色刚褪。由容量法滴定结果除以所采集的空气样品体积，即可测得空气中二氧化碳的浓

度。滴定溶液需要前两天配置好，所需时间较长，不能被广泛采用

2.13 电容式CO2传感器

电容式传感器是把被测量的变化转换成电容量的变化的传感器，主要是因为金属氧化物的介电常数一般比其他碳酸盐要大，利用电容的变化来检测CO2气体浓度。常采用溶胶一凝胶法，以醋酸钡和钛酸丁酯为原料，乙醇和醋酸为溶剂制备了BaTi03纳米晶材料。采用这种纳米晶材料为基体，制备电容式CO2气体传感器，其缺点是检测低浓度CO2时输出信号小，且容易受到其他气体的影响

2.14 红外吸收型CO2传感器

红外吸收型CO2传感器是利用红外线作为介质的测量系统，它利用二氧化碳吸收波长4.26um红外线的物理特性来有选择地准确测量二氧化碳的分压,其吸收关系从Lamber.Beer定律。红外吸收型气体分析检测仪一般由红外辐射源 4 测量气室，波长选择装置(滤光片)，红外探测装置等组成。如果气体的吸收光谱在入射光谱范围内，那么红外辐射透过被测气体后，在相应波长处会发生能量的衰减，未被吸收的辐射被探头测出，通过测量该谱线能量的衰减量来得知被测气体浓度。红外线气体检测仪的优点是测量范围宽、选择性好、防爆性好、设计简便、价格低廉。

因此，红外吸收型二氧化碳传感器具有测量范围宽、灵敏度高、响应时间快、选择性好、抗干扰能力强等特点。为此本设计采用红外吸收型二氧化碳传感器，整个电路设计力求简单易用，快速直读，价格低廉

第三章适用范围及用途

二氧化碳及温度检测仪可以在农业、养殖业、工业领域中广泛使用，