Як працюють датчики якості повітря: принципи дії та типи сенсорів

Датчики чистоти повітря є одними з основних у системі розумного будинку, що забезпечують комфортний мікроклімат. Розглянемо докладніше основні типи аналізаторів, принципи роботи і ситуації, у яких оптимальна установка того чи іншого виду.

Основна функція датчиків якості повітря зводиться до контролю вмісту шкідливих газів, зважених частинок, а також вимірювання параметрів температури та вологості. Датчики якості повітря залежно від принципу роботи поділяються на напівпровідникові, електрохімічні, інфрачервоні або NDIR-аналізатори.

 

Особливості напівпровідникових датчиків чистоти повітря

 

Напівпровідникові аналізатори працюють з урахуванням зміни електричної провідності оксиду олова. При взаємодії з чадним газом або летючими органічними сполуками їхня провідність змінюється, що дозволяє реєструвати концентрації речовин. Напівпровідникові датчики чистоти повітря чутливі до вологості та температури, тому вимагають періодичного калібрування.

 

Принцип роботи електрохімічних датчиків якості повітря

 

Дані аналізатори діють з урахуванням електрохімічних реакцій між газом і речовинами всередині сенсора. Таким чином створюється електричний струм, сила якого пропорційна концентрації газу.

Електрохімічні датчики якості повітря відрізняються високою точністю, проте мають обмежений термін служби та можуть виходити з ладу при дії екстремальних температур.

 

Переваги інфрачервоних аналізаторів якості повітря

 

Дана категорія датчиків якості повітря оцінює рівень газу з того, наскільки він поглинає інфрачервоне випромінювання на певній довжині хвилі. Кожному газу відповідає своя спектральна характеристика, що дає змогу з високою точністю визначати концентрації вуглекислого газу, метану та інших сполук.

Інфрачервоні аналізатори є особливо актуальними для систем вентиляції та кондиціонування повітря, де необхідно стежити за рівнем CO₂. Вони довговічні та точні, але коштують дорожче.

 

Оптичні датчики чистоти повітря

 

Для вимірювання дрібнодисперсних частинок використовуються оптичні аналізатори. Промінь світла, проходячи через потік повітря, взаємодіє з пиловими частинками, по зміні інтенсивності розсіяного світла можна судити про концентрації частинок певного розміру, таких як PM2.5 і PM10. Такі датчики чистоти повітря використовуються як у професійних системах моніторингу, так і в побутових пристроях, включаючи розумні очищувачі повітря та кліматичні станції.

 

Вибір датчика якості повітря

 

Встановлення того чи іншого датчика чистоти повітря залежить від завдань. Для контролю рівня CO₂ у приміщеннях підійдуть інфрачервоні NDIR-сенсори. При необхідності оцінки вмісту пилу та алергенів у повітрі встановлюють оптичні PM-сенсори. Якщо потрібно контролювати вміст небезпечних газів, ефективніше використовувати електрохімічні сенсори. У побуті для виявлення витоків побутового газу широко застосовуються недорогі напівпровідникові сенсори.