【应用】安费诺提供用于绿色建筑通风系统（DCV）的NDIR二氧化碳传感器解决方案

时间： 2020-03-05 来源：Amphenol Sensors

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相关国家标准和规范简介

近十几年来，国内外对于室内空气质量的要求和标准不断提升，也相应地提出了一系列标准和规范要求。尤其在近几年，国内在室内暖通风系统、室内空气质量等方面指定和更新了相关的标准。这些标准中，除《室内空气质量标准》由卫生部、国家环保总局制定颁布外，其余均由中华人民共和国住房和城乡建设部牵头制定和颁布。

表-1：我国建筑类与空气质量相关的部分标准

其中《绿色建筑评价标准》在十几年的时间内虽然多次修订，但是内容上仍然承前启后，技术手段上也不断有更新。节能、健康、以人为本始终是《标准》的主题。在围绕节能、健康的要求中，建筑的暖通风系统一直是其核心内容之一。

根据《后评估技术指南》，后评估总分达到50,60和70，即可获得及格、良好和优秀的评价。虽然评价不是目的，但是在《后评估技术指南》中，仅暖通风的节能及空气质量两项，总分就达到了83（55+28）分，可见该两项内容的实现对于建筑及使用者而言，重要性不言而喻。

绿色建筑中按需控制的通风系统（DCV）特点

我国在以上标准的制定中，室内CO2的浓度始终是要求低于1000ppm，而平时大气中CO2的浓度一般维持在400ppm注[1]左右。所以，空气质量的监控离不开高精度CO2传感器的应用。另外，暖通风系统的节能实现，也同样离不开CO2传感器应用，即当前称之为按需控制的通风系统（DCV：Demand Controlled Ventilation）。因为DCV系统通过CO2传感器，可以实时监测室内的CO2浓度值，并适时地根据当前的CO2浓度导入室外的新鲜空气，而不必一直保持新风避免了无谓的能耗。我们简单比较一下基于DCV（蓝色部分）的和固定流量（红色框）的HVAC间的能耗差异。如图-1：

图-1 办公环境下的HVAC能耗比较

对于固定新风量的HVAC系统，其新风量的设计依照相关国家标准就必须按照最高人数的时候进行才可以满足空气质量的规范要求。国外的统计研究表明，基于DCV的HVAC系统与固定新风量比较可节省的费用如表-2所示。

表-2：DCV与固定新风量控制的HVAC费用节省面积平摊

保持CO2低浓度的重要性，不仅仅在于它会直接影响所在环境的人的工作状态，也利于提高人们的工作效率，同时说明当前环境有充足的新鲜空气，大大降低建筑物综合症的风险。CO2指标在某种程度上也可以反映当前环境中其它有害气体的大概状态。因此，在暖通风系统的控制中，CO2传感器起到了举足轻重的作用。有了CO2传感器才可以真正实现按需控制新风量，满足绿色建筑规范的同时实现节能。

空调系统的使用，一般要求都是在10年以上，期间需要系统中所有器件的稳定可靠，包括重要的传感器，如CO2传感器。

注[1] ppm: 一百万分之一，这里按体积计算

Telaire及其CO2传感器

安费诺传感器技术集团（ASTG）旗下的Telaire作为全球第一家研发出低成本的非分散红外（NDIR）CO2传感器，研发和生产出了适合多种应用的CO2传感器产品。产品经过多年迭代，性能可靠稳定长达15年以上，这与电化学方式下的漂移、使用寿命短等特性相比具有不可比拟的优势。而NDIR技术也同样在我国的相关检测标准中作为首推检测CO2浓度的技术方式。

安费诺的产品应用于：

建筑/室内空气质量
气体泄漏检测
有害区域监测报警
麻醉病人监护
酒精呼气测试器
汽车HVAC空气质量及R744（CO2）泄漏报警
温室种植
垃圾填埋场气体泄漏检测
新能源锂离电池热失控验证管理

Telaire基于NDIR技术拥有30多项美国及国际专利。其中ABCLogic™技术，赋予了传感器自动校准的功能，使得CO2传感器在使用中器件始终自动保持稳定可靠的测量精度和性能。

表-3：产品型号

NDIR CO2传感器基本原理

非分散红外（NDIR）基本原理就是利用被检气体CO2对红外光区电磁辐射的选择性吸收强度变化的测量来进行的定量分析。

在图-2-1,2-2示意图中：

红外光源发出的光经过光腔过程中，被CO2吸收掉部分对应其吸收光谱的红外光能量；
带通滤波透镜对CO2吸收光谱的波段衰减很小，而对其余波长的红外光线充分吸收；
最后与滤波透镜组合一起的热电堆仅能接收到被CO2吸收剩余部分的窄带红外光能量；
检测热电堆的输出信号，经过校准补偿即可对应当前CO2的浓度

而该吸收关系遵循Lambert-Beer定律，即[1]：

式（1）中：

表示红外光被吸收后的光强度；
表示红外光入射光强度；
表示气体浓度；
表示红外光通过气室光腔的长度；
表示吸收常数

当传感器的尺寸只有（28.9mm*15.6mm*8.61mm）的时候，传感器内部的任何构造变动都会对测量精度和稳定性造成影响。因此Telaire的T67xx系列的超小型CO2传感器（如图-3），在整个设计中作了专业的努力，使得传感器依然可以保持其稳定和可靠运行的特性。

图-3：T6713产品图片

按需控制的通风系统（DCV）对于其它传感器的需求

DCV暖通风系统性能的实现依靠对几个变量的控制：

温度
湿度
通风

这三大类变量监控中，除了温、湿度两大重要信号需要测量外，还包括标准规范中提到的影响空气质量各种因素需要监测（除了CO2，也包括PM粉尘含量，甲醛类（VOC）有害气体含量等）。

在表-3中我们已经看到，Telaire提供的产品方案中，T8100-R款CO2变送器模块已经集成了温度和湿度传感器，同时具备标准的工业化现场接口（该款产品至今仍然可靠地工作在包括如杭州地铁等多个HVAC系统中）。当CO2的测量受海拔高度的影响时，可以利用大气压力传感器进行测量补偿。安费诺NovaSensor高精度大气压力传感器NPA201系列完全可以胜任。

安费诺传感器技术集团(ASTG)还可以提供独立的各类专业的温度、相对湿度传感器，PM2.5粉尘传感器，甲醛类（VOC）有害气体的传感器。还有对于通风系统来说，对过滤网网压监测所需的小量程，高精度和可靠性的（50kPa）的压力变送器等各种类型的传感器。

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ACE Lv8. 研究员 2020-03-05

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PRESSURE,CATHETERS (THERMODILUTION,ALTIMETERS,FAST RESPONSE,WHITE GOODS,TEMPERATURE SCANNING SYSTEMS,OXYGENATORS,COMPRESSORS,废气温度,CLINICAL APPLICATIONS,CRYOGENICS,BIOMEDICAL,HAIR DRYERS,PORTABLE GAUGES AND MANOMETER,LIQUID LEVEL SENSING,URINARY CATHETERS,校准服务,温度扫描系统,AIR CONDITIONERS,ANTI-ICING,EXHAUST GAS TEMPERATURE,MEDICAL,ENGINE COOLANT TEMPERATURE,SEMI-CONDUCTOR HEAT SINKS,AIR CONDITIONERS AND HVAC,蓄电池温度传感器,HEALTHCARE,AIR FILTRATION MONITORING,HVACR MOTOR PROTECTION,仪表板显示传感器,EVAPORATORS,空气质量,TELECOMMUNICATIONS EQUIPMENT,SOLAR AND LIGHT,导尿管,CALIBRATION SERVICES,AIRCRAFT AND AVIONIC SYSTEMS,FOLEY,GAS FLOW MEASUREMENT,WEATHER STATIONS,HUMIDIFIERS/DEHUMIDIFIERS,OUTDOOR DUST MONITORING,INDUSTRIAL AND PROCESS CONTROL,THERMOMETER PROBES,IN-CABIN TEMPERATURE MEASUREMENT FOR VEHICLES WITH AUTOMATED TEMPERATURE CONTROL SYSTEMS,TRANSFORMER PROTECTION,MEDICAL INSTRUMENTS,REFRIGERATION,ENERGY MANAGEMENT,EV/PHEV BATTERY COOLANT TEMPERATURE,ELECTRONICS,LIQUID LEVEL SENSING,BATTERY PACKS,VENT FANS,MOTOR COIL,HVAC,CPAP/SLEEP APNEA DEVICES,INCUBATORS,OXYGEN,流体压力/温度,HVAC CONTROL,AIRFLOW,AIR QUALITY,EV/HEV BATTERY PACK TEMPERATURE,ENCLOSURE PANELS,AUTOMOTIVE TIRE PRESSURE,DIGITAL THERMOMETERS,防冰,INDOOR AIR QUALITY MONITORING,NOISE IMMUNE NTC,GLUCOSE MONITORS,HVAC CONTROLS,心肺机,ESOPHAGEAL CATHETERS,REFRIGERATED TRUCK AND TRAILER,AUTOMOTIVE TEMPERATURE SENSING,OFFICE MACHINES,HVAC WATER MANAGEMENT,HIGH VOLTAGE PROTECTION,STERILIZERS,OXYGEN TENTS,CATHETER PRESSURE,COOLANT/TRANSMISSION,BLOOD ANALYSIS,HOME APPLIANCE,CABLE LEAK DETECTION,LOW TEMPERATURE APPLIANCES,电信设备,EXHIBITION HALLS,KIDNEY DIALYSIS MACHINES,RF AND MICROWAVE POWER MEASUREMENTS,短路和其他危险防护,PRINTERS,APPLIANCES AND CONSUMER ELECTRONICS,PRINTERS,INDUSTRIAL,REFRIGERATION,AUTOMOTIVE COOLANT TEMPERATURE INDICATION,AUTOMOBILE & TRANSPORTATION,POWER SUPPLIE,HUMIDIFIERS,HANDHELD DEVICES,OFFICE MACHINE,鼓室温度,HEAT SINK OVER-TEMPERATURE,NIST CALIBRATION SERVICES,PNEUMATIC CONTROL SYSTEMS,BLOOD PRESSURE MEASUREMENT,FILAMENT LAMP CIRCUITS,AGRICULTURAL LIVESTOCK HOUSING VENTILATION CONTROL,口腔和皮肤温度,AUTOMOTIVE ENGINE TEMPERATURE SENSING,COMBINATION MICROWAVE OVENS,NIST校准服务,HANDHELD CO2 AND IAQ INSTRUMENTS,RESPIRATORS,血压监测,CONSUMER,HIGH VOLTAGE AND SHORT CIRCUIT PROTECTION,AUTOMOTIVE ENGINE TEMPERATURE,POWER MANAGEMENT,培养箱,WATER TANK AND BOILER RESERVOIRS,BATTERY TEMPERATURE SENSOR,ACTIVE MOTOR TEMPERATURE SENSORS,睡眠呼吸暂停,CINEMAS,AUTOMOTIVE ENGINE MANAGEMENT,AIRSPEED INDICATORS,HIGH VOLTAGE AND SHORT CIRCUIT PROTECTION,BOILERS AND WATER HEATERS,STABILIZATION OF ELECTRONIC COMPONENTS,商业的,麻醉,TYMPANIC TEMPERATURE,HYDRAULIC SYSTEMS AND VALVES,SKIN SENSORS,WEATHER STATIONS,餐饮,MARINE,主动/被动化身,安全系统,BODY MAPPING,INVERTER,AIR CONDITIONING,COMMERCIAL BUILDING ENERGY CONSERVATION AND AIR QUALITY CONTROL,RESPIRATORY,RESIDENTIAL MONITORING,INSTRUMENT/DMM PROTECTION,SHOWERS,PROCESS AND TEST TEMPERATURE MEASUREMEN,VENT FANS,MEDICAL EQUIPMENT,MEDICAL,TEMPERATURE-COMPENSATED,THERMAL CONDUCTIVITY ANALYSIS,PNEUMATIC CONTROLS,MILITARY,FOOD PROCESSING,METERING,流体加热器,NON-CONTACT TEMPERATURE SENSING,OUTSIDE CAMERA LENSES,过程控制,PROCESS FLOW MEASUREMENT,PRESSURE SWITCHES AND CONTROLLERS,WAX MOTORS,PROTECTION OF INDUSTRIAL MOTORS AND TRANSFORMERS,HEAT PUMPS,EV/HEV MOTOR COIL,液位检测,COMPUTER PERIPHERALS,ENERGY SAVING HVAC CONTROL,一次温度标准,FOOD MONITORING AND STORAGE,INDUSTRY-DRIVEN APPLICATIONS,FLUID HEATERS,ACTIVE/PASSIVE INCAR,TRANSPORTATION,HVAC AIR DUCT TEMPERATURE MEASUREMENT,VENDING MACHINES,NEGATIVE PRESSURE WOUND THERAPY,FLUID FLOW,INDUSTRIAL AUTOMATION,LCD HEATERS,温度测量与控制,食道导管,BATTERY TEMPERATURE SENSORS,INDUSTRIAL FILTERS,AIR PURIFIER CONTROL AND MONITORING,HVAC - VENTILATION,INDOOR GROWING,TELECOM LINE PROTECTION,水平控制,CABIN PRESSURE SENSORS,INDUSTRIAL AUTOMATION AND CONTROL,HVAC PRESSURE,CIRCUIT PROTECTION,THERMAL DILUTION CATHETERS (HEART),过载保护,高压保护,UNDER-HOOD TEMPERATURE,P-TO-I CONVERTERS,DEFOGGING CONTROL CONDENSING PREVENTIVE DEVICES,THIN-FILM FLEXIBLE,HEATERS/VENTILATORS,AUTOMOTIVE,CUSTOMIZED 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Amphenol Sensors（安费诺）温度传感器/贴片压力传感器/气体传感器产品介绍

安费诺多品类先进传感器带你感知物联网世界

AMPHENOL SENSORS - 气体传感器,空气质量传感器,红外温度传感器,粉尘传感器,热敏电阻温度传感器,温度传感器,中小量程微差压传感器,贴片压力传感器,压力传感器,微差压传感器,二氧化碳传感器,T6703,SM-UART-04L,NPA-500,NPA-300,NPA-700,SM-PWM-01C,T6713,汽车,空调系统,PM2.5检测仪,空调,暖通,大气采样器,空气盒子,冰箱,暖通（新风）,微差压变送器,新风机,手持检测仪,手持差压风速计,气体分析仪,农业大棚,监护仪,工业,抽油烟机,微波炉,洗衣机,集装箱/船运环境监测,新风系统,化验设备,麻醉机,汽车（油温、水温、冷却液）,小家电,净化器,空气净化器,测温导管,家电,煤矿用风压计,医疗,呼吸机,烟雾报警器,PCR,聚合酶链反应

商品及供应商介绍代理服务技术支持采购服务

安费诺旗下单/双NDIR二氧化碳传感器特性及应用须知

安费诺（Amphenol Sensors）旗下的NDIR二氧化碳传感器根据应用场合及需求的不同，设计为两大类型：单光路（红外源 + 一个滤镜 + 一个热电堆）、双光路（红外源 + 两个滤镜 + 两个热电堆）。都适用于长期带电运行工作。

2021-08-20 - 原厂动态代理服务技术支持采购服务

找一款用于测量室内CO2浓度的传感器，需要出厂校准，有合适推荐吗？

推荐评估安费诺T6713，详细信息参考：https://www.sekorm.com/doc/3282054.html。

2023-04-04 - 技术问答代理服务技术支持采购服务

构建I2C接口的模块化空气质量传感器概念设计

本文探讨了构建基于I2C接口的模块化空气质量传感器的概念设计。文章首先介绍了I2C接口的优势，如灵活的通信速率、支持多设备互联等，并对比了UART和SPI接口的局限性。接着，文章提出了ASTG提供的I2C传感器方案，包括CO2、粉尘、湿度、大气压力和VOC等传感器模块，并提供了相应的I2C地址、供电电压和工作电流等信息。此外，文章还介绍了ASTG基于Arduino的空气质量传感器开发平台和免费传感器演示软件，旨在简化空气质量传感器的应用和评估过程。

AMPHENOL SENSORS - 模块化空气质量传感器,NPB101,SM-UART-04L,T9602-3-D-1,T9602-5-D-1,CC2D23S-SIP,PCA9306,CC2D25S-SIP,NPA201,SM-UART-01L+,VZ-89-TE,T6713-XX,T6703-XX

Mar 2020 - 应用笔记或设计指南代理服务技术支持采购服务