【技术】采用ABCLogic自校准功能的CO2传感器，可在现场安装后自动校准

时间： 2019-07-16 来源：Amphenol Sensors

技术问答

使用二氧化碳来控制通风是建筑控制中发展最快的领域之一。该技术目前已经发展成熟，具有便宜，可靠和易使用等特点。 Amphenol Advanced Sensors凭借传感器设计中的众多创新在该领域具有主导地位。本文介绍了Amphenol Advanced Sensors的技术ABCLogic的一项关键专利功能，该技术使CO2传感器能够在现场安装后自动校准。此功能可以消除二氧化碳传感器存在的漂移和维护问题。 ABCLogic是Telaire商用级单通道CO2控制器（具体型号包括T8100，T8300，T5100，T8041 / 42，T8031，T6613）的一项功能。

几乎所有的气体传感器都会受到漂移的影响。漂移程度部分取决于质量组件的使用和良好的设计。但即使具有良好的元件和出色的设计，传感器中仍可能发生少量漂移，最终可能导致需要重新校准传感器。校准过程虽然很简单，但如果经常需要重新校准，则可能会产生很大的费用。

传感器漂移的原因

如前所述，传感器设计和组件与漂移有很大关系。 Amphenol Advanced Sensors选择组件并改进设计，使影响传感器漂移的因素局限在在传感器内红外光源的老化。在Telaire传感器中，传感器的自然漂移非常缓慢，每月仅几ppm，最大漂移发生在运行的前几个月。这种漂移可以上升或下降。 Telaire的自校准功能（ABCLogic）旨在校正所有传感器的漂移，包括光源的老化。

如何运行

外部环境的CO2水平通常非常低，约为400~500ppm。而在建筑物内部，人类是二氧化碳的主要来源。当建筑物空置4至8小时时，二氧化碳水平将可以降至外部的水平。

ABCLogic（Automatic Background Calibration）技术，利用传感器板载微处理器的计算能力来记录每24小时发生的最低CO2浓度。传感器假设这个低位点为外部的CO2水平。该传感器具有智能的特点，可以自动处理周期性升高的读数。例如，如果在几天内每天24小时对某空间进行监测。一旦传感器收集了14天的低浓度点，它就会进行统计分析，以确定传感器读数是否存在任何可能归因于传感器漂移的背景水平的微小变化。如果分析得出结论存在漂移，则对传感器校准进行小的校正因子以调整该变化。

下图显示了办公空间14天内可能发生的二氧化碳浓度，峰值浓度发生在每天的早晨和下午。与假设的400ppm基准相比，虚线在每天的所有低点绘制。如果数据中的统计相关变化显示高于或低于基准的偏移，则对传感器校准进行轻微调整，如实心水平线所示。传感器每天都会查看过去14天的数据，并确定是否需要进行校准调整。类似类型的夜间校准方法通常用于其他HVAC设备，例如VAV箱。

当使用二氧化碳测量和控制通风时，最重要的是不要考虑绝对ppm水平，而应考虑内部和外部浓度之间的差异浓度。一般而言，差异越大，通风率越低。 ABCLogic的另一优势是传感器不需要将传感器放在室外，便可以校准到外部水平。传感器假设最低水平为400 ppm，高于此水平的任何读数都与差异有关。

ABCLogic的应用

值得注意的是，ABCLogic设计用于空间定期每天闲置4小时或更长时间的应用，以便室内浓度可以降至典型的外部水平。建议使用前置或后置通风吹扫作为良好的工程实践，以提供适当的空气质量，并有助于确保空间定期达到背景条件。如果不使用吹扫，建议在正常占用结束后，建筑物的占用时间表运行HVAC系统一小时左右，以便将CO2水平降低到基准水平。一些建筑运营商也可能希望使用CO2作为激活系统的控制参数。

如果Telaire传感器应用于不太可能会出现常规CO2浓度水平的场景时，建议停用ABCLogic功能。对于这些应用，Amphenol Advanced Sensors建议使用精密级双光束传感器。

使用ABCLogic调试传感器

首次安装带有ABCLogic的CO2传感器时，传感器将使用前14天的工作数据将自身校准到当地基准水平。每个传感器将在运行的前14天内根据其环境进行校准。同一建筑物内的传感器安装后立即读取的数值可能存在差异，原因包括：

•每个空间的浓度可能不同。

•安装人员在使用传感器时可能会吹气进入传感器。

•如果传感器在运输过程中掉落或震动，可能会发生原始工厂校准的轻微变化。 ABCLogic将在14天内纠正这一变化。

下图显示了三个Telaire CO2传感器的运行情况，其中ABCLogic在运行的前14天内安装在同一空间内。从最初的几天可以看出，传感器读数有时非常不同，在某些情况下相差超过100 ppm。然而到第10天，所有传感器都在读数上非常接近。此图表显示的是使用ABCLogic的所有Telaire传感器的典型运行数据。

ABCLogic的长期性能

Amphenol Advanced Sensors还使用ABCLogic对CO2传感器进行了长期测试。下图显示了近三年的测试，其中已知浓度（980 ppm）的气体流入测试实验室的环境空气中。该测试每7至15天进行一次。从数据中可以看出，在整个测试期间，所有传感器都保持相对于参考气体的校准，保证传感器在±75ppm的规格内。这项长期测试表明ABCLogic可以在长时间内避免需要校准的问题。两年前推出了第一个二氧化碳传感，即保证终身校准。进一步测试现已确认ABCLogic应能够在传感器的使用寿命内维持传感器自校准（通常为15年）。

终身校准保证

根据ABCLogic多年测试的结果，Amphenol Advanced Sensors为其所有8000系列单通道壁和管道安装传感器提供终身校准保证。

如果发现传感器与校准气体或最近校准的参考相比校准失调超过150 ppm，Amphenol Advanced Sensors可以提供传感器的免费返厂校准。此保证适用于在空间内部水平会周期性降至外部浓度的空间中运行的传感器。

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