SCD4x – der kleinste CO2-Sensor

Die Sensoren SCD40 und SCD41 von Sensirion haben die Größenbarriere durchbrochen und sind die kleinsten derzeit erhältlichen CO2-Sensoren. Sie messen nur 10 x 10 x 7 mm, was einer 10-mal geringeren Größe als andere CO2-Sensoren entspricht.

Wie ist das möglich?

SCD4x arbeitet nach dem photoakustischen Prinzip.

SCD4x – der kleinste CO2-Sensor
Die Messkammer (Innenraum des Sensors) wird regelmäßig mit Infrarotlicht mit einer Wellenlänge bestrahlt, die der Absorptionsbande von CO2-Molekülen entspricht (4,2 bis 4,4 um).

Die CO2-Moleküle in der Messkammer absorbieren einen Teil der Strahlung. Die von den CO2-Molekülen absorbierte Energie regt hauptsächlich molekulare Schwingungen an, was zu einer erhöhten Übertragungsenergie der Moleküle und, aufgrund der geschlossenen Messkammer, zu regelmäßigen Druckveränderungen in der Kammer führt, die mit einem Mikrofon gemessen werden. 
Andere Gasmoleküle absorbieren keine Infrarotstrahlung dieser Wellenlänge und tragen nicht zu Druckveränderungen in der Messkammer bei.

SCD4x – der kleinste CO2-Sensor

Die Druckveränderungen verhalten sich proportional zu (Anzahl CO2-Moleküle) / (Kammervolumen). Je mehr CO2-Moleküle in der Messzelle vorhanden sind, desto größer sind die Druckveränderungen und die Ausgangsspannung des Mikrofons. Wenn wir das Volumen der Messkammer halbieren, halbiert sich auch die Anzahl der CO2-Moleküle, die Druckveränderungen bleiben allerdings gleich, sodass sich die Empfindlichkeit des Sensors nicht ändert.

Die Empfindlichkeit des NDIR-Sensors verhält sich proportional zur fraktionierten Absorption

FA = 1-e ^ (- klx)

  • k ist der Absorptionskoeffizient für die spezifische Gas- und Filterkombination 
  • l ist die äquivalente optische Weglänge zwischen Lampe und Detektoren 
  • x ist die Gaskonzentration

Die FA kann gegen x aufgetragen werden, wie auf der folgenden Abbildung zu sehen ist. Der FA-Wert steigt mit x an, die Sättigung tritt jedoch bei hohen Gaskonzentrationen auf.

SCD4x – der kleinste CO2-Sensor

Um die Konzentration im Bereich von bspw. 0 bis 10 000 ppm (1%), zu messen, können wir für k*l etwa 50 auswählen, was zum Ergebnis führt: FA = 0,049 bei 1 000 ppm. Wenn wir die optische Weglänge halbieren, ist k*l = 25 => FA = 0,025. Die Empfindlichkeit bei 1 000 ppm nahm um 49% ab.

Vergleich von SCD30 und SCD4x

SCD4x – der kleinste CO2-Sensor

So starten Sie mit dem SCD4x

Sie benötigen einen SEK-SCD41-Sensor, eine SEK SensorBridge und ControlCenter-Software für Ihren Windows-, Linux- oder Mac-PC.

Wir haben beide CO2-Sensoren von SensirionSCD40 und SCD41, in unser Sortiment aufgenommen.

Falls Sie weitere Informationen zu Produkten von Sensirion benötigen, dann wenden Sie sich bitte an unseren Vertriebsmitarbeiter für Ihre Region oder senden Sie uns eine E-Mail an sensirion@soselectronic.com.

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