安费诺旗下单/双NDIR二氧化碳传感器特性及应用须知

时间： 2021-08-20 来源：世强

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关于非分散红外（NDIR）原理的二氧化碳气体传感器，在安费诺（AMPHENOL SENSORS）旗下有两大知名品牌专注于该类型气体传感器的研发及推广应用：Telaire和SGXsensortech。当然Telaire品牌下还有温湿度传感器、粉尘传感器等产品；SGX品牌下还有其它多种适用于各种场合的气体传感器。

这里着重介绍NDIR二氧化碳传感器在选择及应用方面的须知：

产品一般性特性

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）

两者的特性比较如下：

其中我们看传感器输出测量值稳定性时，需要进一步了解两类产品应用特点：

· 两类传感器都适用于长期带电运行工作。

· 两类传感器都有自动校准功能，其中：单光路的传感器利用ABCLogicTM（Automatic Background Calibration）自动校准功能，因此需要传感器在工作期间具备ABC Logic功能工作的条件，运行中最好每天有4小时以上的时间工作环境的CO2气体浓度可降到大气环境下的~400ppm；双光路的传感器利用第二个光路进行校准，因此不受工作环境的影响，所以适用于在环境更加苛刻的条件下工作，比如CO2浓度需要始终维持高浓度的工况，ABCLogicTM功能可以通过设置关闭或者打开，但是关闭状态下，传感器的稳定性将不可避免地受到影响，这种情况下，建议选择使用双光路类型的。

产品应用问答:

Q1：在使用双光路CO2传感器的情况下，如果气体浓度无法降到预设的400ppm大气环境，是否需要关闭ABCLogic？

A1：双光路CO2传感器模块内部校准功能不是ABCLogic，因此也不具备关闭指令；双光路CO2传感器适用于测量环境无法满足《AAS Telaire ABCLogic CO2传感器自校准功能说明》中的要求的应用，因此，可以放心使用。

Q2：在使用单光路CO2传感器的情况下，如果气体浓度无法降到预设的400ppm大气环境，是否需要关闭ABCLogic？

A2：如果不更换传感器模块为双光路的情况下，建议通过指令暂时关闭ABCLogic功能。，然后视情况每隔大约3个月进行一次单点校准。如果应用环境长期无法利用ABCLogic自动校准功能，建议更换为双光路产品。

Q3：对于气压或者海拔高度的变化对浓度测量是否有影响？如有的话，该如何补偿？

A3：气压包括海拔高度引起的气压变化，对于CO2读数存在影响。传感器的CO2浓度输出单位是ppm（百万分子一），是CO2分子数与环境单位空气体积之比。原则上温度也有影响，不过传感器对温度已经作了内部补偿，影响虽有（见产品规格书），一般情况下可以根据应用情况忽略温度的影响。如果一定要进行二次温度补偿，用户可以自行进行测试验证。

如果当前大气的压力为P，标准大气压为P0，则随着海拔高度的变化，大气压P的变化如上图所示。变化系数表示K=P/P0。气压减小时，相同输出信号下，高海拔的CO2浓度相对情况下，由于单位体积的气体总分子数相应减小，因此实际浓度应该偏高。补偿如下：

CO2_Actual_ppm = CO2_ppm_output / K

将当前的读数转换为应用环境中的CO2浓度（ppm）有两种方式：

在用户的电路中放置一个大气压力传感器，测得压力后进行外部固件的运算补偿，安费诺旗下的品牌AllSensors提供多款数字（最小分辨率为12bit）、模拟的大气压力传感器 ; 或者再进一步，将测得的大气压力转换为海拔高度之后，通过UART接口，按照指令重新设置CO2传感器的内部海拔参数。请留意《安费诺Telaire CO2传感器模块UART通讯协议》中使用的单位是feet。在第二种情况下，读取的传感器数据为当前已经补偿之后的CO2浓度值。

Q4：对于传感器的校准一般如何进行？

A4：对于单光路的CO2传感器，正常情况下，如果工况满足ABCLogic的要求，并不需要进行校准，传感器自己即可进行校准；对于双光路的CO2传感器，在满足工况的情况下，一般也不需要校准。不过由于传感器使用器件的额外漂移，或者对于传感器的精度要求有额外要求，比如缩短的使用周期等，可以进行单点0点校准。校准过程，可以参考相应的文档和指令进行。安费诺都可以提供相应的软硬件配套设备。

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WilberTse Lv6. 高级专家 2021-08-25

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热敏电阻元器件、光电感应器、压力传感器、粉尘传感器；尿素传感器、印刷电路电阻、电位器和位置传感器 ISO 9001:2015 Certificate of Registration (thermistor sensors,optoelectronic sensors,pressure sensors and dust sensors;urea sensors,printed circuit resistors,potentiometers and position sensors ISO 9001:2015 Certificate of Registration) (FM 612112)

描述- Amphenol (Changzhou) Connector Systems Co., Ltd. 获得 ISO 9001:2015 质量管理体系认证，证书编号 FM 612112。该体系覆盖热敏电阻元器件、光电感应器、压力传感器、粉尘传感器设计制造；尿素传感器（包括超声液位、浓度及温度感应）、印刷电路电阻、电位器和位置传感器的制造；以及温度验证设备维护服务等业务。证书有效期至 2027 年 6 月 11 日。

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热敏电阻元器件及组件、压力传感器、粉尘传感器、尿素传感器、印刷电路电阻、位置传感器 IATF 16949:2016 Certificate of Registration (thermistor modules and subassembly, pressure sensors, dust sensors, urea sensors, printed circuit resistors, position sensors IATF 16949:2016 Certificate of Registration) (553841)

描述- 安费诺（常州）连接系统有限公司获得BSI颁发的IATF 16949:2016质量管理体系认证，覆盖热敏电阻元器件、传感器、印刷电路电阻和位置传感器的研发与生产。该体系适用于其在中国江苏常州的工厂以及其在全球的其他分支机构。证书有效期至2027年6月11日。

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Amphenol Sensors(安费诺)/Telaire 空气质量传感器选型指南

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