Bauteile von NDIR-CO2-Gassensoren

IR-Detektoren

In der Regel werden pyroelektrische oder thermoelektrische IR-Detektoren verwendet. Sie können außerdem als Einkanal- oder Mehrkanal-Detektoren vorliegen.

Der IR-Detektor des CO2-Gassensors von Vernier

Im Sensor von Vernier ist ein IR-Detektor mit einem Kanal enthalten. Dieser dient als Messkanal. Da kein weiterer Referenzkanal vorhanden ist, muss der Sensor von Vernier vor Messungen kalibriert werden. Das Funktionsprinzip des verwendeten Detektors beruht auf dem pyroelektrischen Effekt.

Der IR-Detektor des CO2-Gassensor-Moduls von MB Systemtechnik

Der hier eingesetzte IR-Detektor hat zwei Kanäle. Ein Kanal dient als Mess-, der andere als Referenzkanal. Durch den Einsatz eines Referenzkanals muss der Sensor nicht kalibriert werden. Das Funktionsprinzip des verwendeten Detektors beruht auf dem thermoelektrischen Effekt.

IR-Strahlungsquellen

Als IR-Strahlungsquelle kommt in der Regel eine einfache Mikro-Glühbirnen zum Einsatz. Diese sendet ein breitbandiges Spektrum aus. Generell sind durch die charakteristischen Absorptionseigenschaften des Glühbirnenglases der Verwendung von kostengünstigen Mikro-Glühbirnen bei der NDIR-Gassensorik Grenzen gesetzt.

Gasmesszellen

Die Gasmesszellen von NDIR-CO2-Gassensoren unterscheiden sich in

  • ihrer geometrischen Form (gerade, gebogen)
  • ihrer Abmessung
  • der Anzahl und Größe der Gasöffnungen
  • der Verwendung verspiegelter Flächen (z.B. ebener Spiegel) und
  • der Verwendung fokussierender optischer Elemente (z.B. Parabolspiegel)
  • Die Gasmesszelle des CO2-Gassensors von Vernier

    Die hier verwendete Gasmesszelle ist gerade aufgebaut. Sie ermöglicht eine direkte Ausrichtung der IR-Strahlungsquelle auf den IR-Detektor. Es sind also keinerlei optischen Elemente wie Spiegel notwendig. Die Gasmesszelle hat 6 kleine Gasöffnungen und eine größere.

    Die Gasmesszelle des CO2-Gassensor-Moduls von MB Systemtechnik

    Die Gasmesszelle des Moduls ist gerade aufgebaut. Allerdings sind die IR-Strahlungsquelle und der IR-Detektor nicht direkt aufeinander ausgerichtet. Deshalb ist in die Gasmesszelle auf der einen Seite ein Parabolspiegel und auf der gegenüberliegenden Seite ein ebener Spiegel eingelassen. Im Brennpunkt der Parabolspiegel ist die IR-Strahlungsquelle positioniert. Unterhalb des gegenüberliegenden ebenen Spiegels befindet sich der IR-Detektor. Insgesamt besitzt die Gasmesszelle nur zwei schmale Gasöffnungen.