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介紹什么是DIR差壓變送器分析其性能
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介紹什么是DIR差壓變送器分析其性能

時(shí)間:2019-12-05 09:34:01

     蘇格蘭化學(xué)家兼醫(yī)生約瑟夫·布萊克(Joseph Black)在1750年代shou次發(fā)現(xiàn)了二氧化碳。從那時(shí)起,科學(xué)家一直在探索測(cè)量這種常見氣體的方法。必須為眾多應(yīng)用準(zhǔn)確測(cè)量二氧化碳。這些可能包括室內(nèi)空氣質(zhì)量,藥物,園藝或水下呼吸系統(tǒng)等。zRh壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

    幸運(yùn)的是,如今我們可以使用低成本,可靠的CO2差壓變送器,這些差壓變送器可以輕松集成到幾乎所有設(shè)備中。zRh壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
    初始二氧化碳測(cè)量設(shè)備zRh壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
    在本世紀(jì)初,使用汞壓力計(jì)測(cè)量了二氧化碳含量。壓力計(jì)包括一個(gè)U形玻璃管,該玻璃管裝有水銀,以測(cè)量氣體壓力。如果已知干燥氣體樣品的溫度,壓力和體積,并且其中包含CO2分子,則使用理想氣體定律(PV = nRT)計(jì)算CO2的摩爾數(shù)。zRh壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

    盡管水銀壓力計(jì)具有非常精que的能力,但是測(cè)量空氣樣品中CO2含量的方法卻很耗時(shí)。因此,美國(guó)氣象局要求查爾斯·基林(Charles Keeling)要求記錄夏威夷莫納羅亞火山的每小時(shí)大氣CO2測(cè)量值。zRh壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

    他使用了早期的紅外線(IR)氣體分析儀,并根據(jù)壓力計(jì)對(duì)其進(jìn)行了校準(zhǔn)。從1958年到2006年,原始的Applied Physics Corp.紅外氣體分析儀在Mauna Loa上運(yùn)行。zRh壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

    類似于每個(gè)IR氣體差壓變送器,莫納羅亞州使用的分析儀使用相同的基本原理來測(cè)量CO2。它在氣體采樣管的一端包括一個(gè)紅外光輻射源,在另一端包括一個(gè)紅外檢測(cè)器。zRh壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

    CO2的吸收帶為4.26,類似于4.2微米的紅外輻射帶。因此,被CO2分子吸收的光輻射量與氣體樣品中的二氧化碳量成正比。然而,由于低水平的CO2不會(huì)吸收太多的光,因此需要較長(zhǎng)的燈管才能測(cè)量結(jié)果。zRh壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

    盡管#初的IR氣體分析儀是準(zhǔn)確的,但它又大又笨重,僅樣品管就長(zhǎng)40厘米(16英寸)。挑戰(zhàn)在于找到正確的平衡。例如,工程師使用更長(zhǎng)的光路以更準(zhǔn)確地測(cè)量較低水平的CO2。zRh壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

    結(jié)果,產(chǎn)生了更大的氣體樣本室。但是,在周圍的空氣環(huán)境中,例如學(xué)校,辦公室和家庭,需要越來越小的差壓變送器以精que地安裝在緊湊型設(shè)備中。zRh壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

    現(xiàn)代二氧化碳差壓變送器zRh壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
    差壓變送器繼續(xù)變得越來越小,1993年發(fā)生了工程突破。SenseAir AB獲得了一種用于CO2差壓變送器的設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)li,該設(shè)計(jì)的占地面積小。結(jié)果,通過使用折疊式光學(xué)器件和金屬化模制塑料解決了差壓變送器的尺寸問題。這能夠通過比差壓變送器模塊的占地面積更長(zhǎng)的彎曲形狀(“波導(dǎo)”)反射光。這種高反射涂層可確保氣體樣品室內(nèi)的CO2分子吸收的光量與傳統(tǒng)的直線通道設(shè)計(jì)相同。zRh壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

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    通過使用具有新波導(dǎo)設(shè)計(jì)的先金光學(xué)器件,逐漸減小了差壓變送器的靈敏度。例如,2003年,SenseAir的K20 CO2差壓變送器采用了“香蕉”波導(dǎo)設(shè)計(jì),并獲得了成功。因此,該差壓變送器已在OEM消費(fèi)者安全產(chǎn)品中使用了很多年。zRh壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

    如今,#新一代的CO2差壓變送器已得到進(jìn)一步開發(fā)。它們具有更多增強(qiáng)的波導(dǎo),因此可以將更長(zhǎng)的光路折疊成更小的8 mm x 33 mm x 20 mm的占地面積。例如,SenseAir S8差壓變送器結(jié)合了超低功率紅外元件,僅使用電池或太陽能就可以進(jìn)行數(shù)周的測(cè)量。zRh壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

    除了改善波導(dǎo),紅外光源和紅外檢測(cè)器的困難外,CO2差壓變送器的結(jié)構(gòu)與智能手機(jī)或其他先金電子設(shè)備相似。需要進(jìn)行高速機(jī)器人組裝,并在經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的潔凈室中完成。接下來,在發(fā)貨之前對(duì)模塊進(jìn)行批測(cè)試和校準(zhǔn)。zRh壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

    問題是,未來會(huì)怎樣?多年來,已經(jīng)基于光聲光譜法(PAS)制造了高端氣體分析儀。1880年代,亞歷山大·格雷厄姆·貝爾(Alexander Graham Bell)發(fā)現(xiàn)了PAS,并注意到在不同材料上顯示的頻閃陽光產(chǎn)生了可聽見的聲音。由于PAS系統(tǒng)不依賴于波導(dǎo)的長(zhǎng)度,使用脈沖MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))反射鏡和MEMs麥克風(fēng)可能會(huì)產(chǎn)生更小的CO2差壓變送器。zRh壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

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