并不受人关注的二氧化碳传感器,在大量的公共建筑和小型住宅中,帮助人们管理和控制通风设备。这类传感器可提高室内舒适度和降低能耗。其它应用还有:监控种植西红柿的温室;运输蔬菜的集装箱中的二氧化碳浓度;预警功能,帮人们测量周边二氧化碳含量是否过高。

二氧化碳传感器可用来控制公共设施、温室和集装箱运输中的通风设备。

全球约有60家二氧化碳传感器生产企业,竞争十分激烈,瑞典的SenseAir公司是同行中的佼佼者。

「在世界上的许多角落,比如大型机场、体育场馆、工业基地、购物中心、剧院、电影院、展馆、饭店、中学、大学以及医院,都安装了我们的红外传感器。」SenseAir公司首席执行官Christer Engnér说,「华盛顿的白宫、莫斯科的克里姆林宫以及斯特拉斯堡的欧盟机构里也安装了我们的传感器。我们成功的关键是不惜在技术方面的投入以及对生产成本的有效控制。」

再无多余的空气

通风效果太好或不足都会给建筑带来问题。通风太好,会浪费能源,增加成本,但通风不足的话,结果可想而知,还会招致抱怨。

通风设备的控制主要是针对温度以及二氧化碳浓度。通过仔细、精确地测量二氧化碳浓度,便可相应地控制进入建筑内各房间的新风。

SenseAir的红外技术(NDIR,非分光红外)二氧化碳传感器可记录二氧化碳浓度,并将信息传送给控制通风系统的电脑。传感器是否稳定、调控是否方便以及价格是否具有吸引力,是决定控制效果的关键。

「我们研制了智能调控通风系统配套的传感器。一个房间里的人数是时刻变化的,有时没有人,有时有25个甚至更多的人。人多时,室内的温度和二氧化碳都会上升,空气也越来越不新鲜。这就有必要安装智能传感器了,它可以实时监控室内环境的变化,准确地控制排气扇。」Engnér说。

「当室内空无一人的时候,将通风设备功率调至最低,再根据实际需要调整。这样可以节省一大笔钱。测试显示:这样可以降低30%能耗,一年便可收回投资成本。」

车辆、曲棍球馆、车库和水果货运

为了提高内部空气质量、节约能源以及减少驾驶疲劳,汽车、火车、地铁以及飞机上都需要通风系统。

曲棍球竞技场是另一个应用案例,这里的二氧化碳浓度波动很大。当场馆空无一人时,室外温暖的空气进入场馆,就会融化赛场的冰,造成能源浪费。当场馆爆满时,保障通风顺畅又变得格外重要。仅欧洲就有25000座安装了智能调控通风系统的冰场,二氧化碳传感器可帮它们节省大量的能源和成本。

当汽车引擎的温度很低的时候,车库和地下隧道的一氧化碳气体的浓度不应过高。

在车库和隧道中,检测二氧化碳和一氧化碳的浓度都很重要。一氧化碳是一种在燃绕过程中产生的剧毒气体。现代汽车都装有催化转换器,可有效地将汽车燃油氧化成二氧化碳,但当引擎温度很低的时候,会排放出一氧化碳。监测和控制道路隧道、车库中的二氧化碳和一氧化碳的浓度可以提高安全保障、减少能量损失。其它安装了二氧化碳传感器作警报系统的场所还有矿山,以及其它二氧化碳过高会带来危险的工作场所。

二氧化碳传感器的作用范围是多重的,有些应用中它们可用于维持一定的二氧化碳浓度。温室种植就是一个例子,为了优化西红柿和黄瓜的种植期,二氧化碳浓度需在500~1000ppm之间。另一个有趣的例子是成熟水果的运输,高浓度二氧化碳可减缓果实的成熟过程。二氧化碳可以抑制乙烯气体的形成,而乙烯是苹果和梨成熟的重要成分。运输过程中,有意增加二氧化碳浓度,可以防止害虫和寄生虫。

中国煤矿的安全生产

SenseAir还研发了监测乙醇(酒精)、氟氯化碳、烃类(如甲烷)的传感器。甲烷是导致矿难最常见的原因。采矿的时候,基岩中常常会释放出瓦斯,一旦浓度过高就容易发生爆炸。在包括中国在内的许多国家,都制定了相关的法律,要求所有煤矿安装可分析甲烷浓度的传感器。SenseAir公司与Fibre Optic Valley以及Acreo Swedish ICT开展合作,正在研发一种新的甲烷传感器。

「近几年,我们一直与中国的最终用户进行密切的合作,并深入矿井中了解实际需求。这是一个新兴的市场。」Engnér说,「这是一个拥有红外光学测量元件的新型甲烷传感器研发项目。这一新技术的研发目的是提高校准性能、精确度和质量。新传感器有助于保护生命和避免矿难。它很小、很坚固,也更便于集成到各种采矿设备上,也便于校准。」

本文于2013年11月发布