No sensor de CO2 dissolvido, o NDIR (infravermelho não disperso) e o método de fluorescência são as duas principais tecnologias, com o princípio de absorção óptica e extinção de fluorescência como núcleo, para construir um sistema de monitoramento de alta precisão e alta estabilidade.
Tecnologia NDIR: absorção infravermelha baseada em "impressões digitais" moleculares
O núcleo da tecnologia NDIR é aproveitar as fortes propriedades de absorção de moléculas de CO2 para comprimentos de onda específicos de luz infravermelha. Quando a luz de comprimento de onda de 4,26 μm emitida pela fonte de luz infravermelha atravessa a câmara de gás contendo CO2, as moléculas de gás absorvem seletivamente esse comprimento de onda e a intensidade de luz restante é recebida pelo detector depois de passar pelo filtro de banda estreita. De acordo com a Lei de Lambert-Beer, o grau de decadência da intensidade da luz é linear com a concentração de CO2, e o sensor pode calcular a concentração com precisão detectando mudanças na intensidade da luz e revertendo-a por meio de um algoritmo. Por exemplo, o sensor WS300 usa um design de canal duplo para alcançar a auto-calibração em tempo real através da medição da diferença de intensidade da luz entre o canal e o canal de referência, eliminando o impacto de fatores como a atenuação da fonte de luz e a interferência ambiental, com excelente estabilidade a longo prazo. Sua principal vantagem é a capacidade de resistência à interferência, adequada para cenários como alimentos e bebidas, monitoramento ambiental e outros, mas o volume é grande e a câmara de gás precisa ser limpa regularmente para evitar a poluição.
Metodologia de fluorescência: resposta rápida baseada em extinção súbita de fluorescência
Os sensores fluorescentes realizam medições detectando o efeito de transferência de energia após a colisão da substância fluorescente com as moléculas de CO2. Os reagentes fluorescentes revestidos na superfície da sonda, como o complexo de paládio, emitem luz vermelha quando excitados pela luz azul, enquanto as moléculas de CO2 desativam a fluorescência, reduzindo a vida da fluorescência. O sensor calcula a concentração medindo a variação da vida da fluorescência em combinação com a equação de Stern-Volmer. Por exemplo, os sensores de oxigênio dissolvido fluorescente alcançaram um tempo de resposta de 30 segundos, e os sensores de CO2 também têm propriedades de resposta rápida, sem eletrólitos ou membranas peroxificantes, com baixos custos de manutenção. Sua principal vantagem é o tamanho pequeno, sem consumíveis, adequado para inspeção portátil, cultivo sem solo e outros cenários, mas a precisão é ligeiramente inferior ao NDIR e vulnerável a interferências luminosas fortes.
Comparação técnica e sugestões de seleção
Tecnologia NDIR com alta precisão e longa vida útil, adequada para cenários de instalação fixa; As regras de fluorescência são caracterizadas por uma resposta rápida, sem manutenção e são mais adequadas às necessidades de monitoramento dinâmico. A seleção real deve combinar as necessidades do cenário: cenários de baixa e média precisão, como o tratamento de águas residuais, podem escolher sensores eletroquímicos; Cenários de alta precisão, como alimentos e bebidas, biomédicos, exigem sensores NDIR ou fluorescentes.