કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સેન્સરનું વર્ગીકરણ અને સિદ્ધાંત

કાર્બન ડાયોક્સાઇડ રંગહીન અને ગંધહીન ગેસ છે.તે વાતાવરણના સૌથી મહત્વપૂર્ણ ઘટકોમાંનું એક છે.પ્રકાશસંશ્લેષણના મુખ્ય રિએક્ટન્ટ તરીકે, કાર્બન ડાયોક્સાઇડની સાંદ્રતા પાકની પ્રકાશસંશ્લેષણ કાર્યક્ષમતા સાથે સીધી રીતે સંબંધિત છે, અને તે પાકની વૃદ્ધિ અને વિકાસ, પરિપક્વતાનો તબક્કો, તાણ પ્રતિકાર, ગુણવત્તા અને પાકની ઉપજ નક્કી કરે છે.પરંતુ તેનો વધુ પડતો ઉપયોગ માત્ર ગ્રીનહાઉસ અસર અને અન્ય અસરો પેદા કરશે નહીં, પરંતુ માનવ સ્વાસ્થ્યને પણ નુકસાન પહોંચાડશે.0.3 ટકા પર, લોકો નોંધપાત્ર માથાનો દુખાવો અનુભવે છે, અને 4-5 ટકા પર તેઓ ચક્કર અનુભવે છે.ઇન્ડોર વાતાવરણ, ખાસ કરીને એર-કન્ડિશન્ડ રૂમમાં, પ્રમાણમાં સીલ કરવામાં આવે છે.જો લાંબા સમય સુધી વેન્ટિલેશન ન હોય તો, કાર્બન ડાયોક્સાઇડની સાંદ્રતા ધીમે ધીમે વધશે, જે માનવ સ્વાસ્થ્ય માટે હાનિકારક છે.2003 માં અમલમાં મૂકવામાં આવેલા ઇન્ડોર હવા ગુણવત્તાના ધોરણ મુજબ, સરેરાશ દૈનિક કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સામગ્રીના વોલ્યુમ અપૂર્ણાંકનું પ્રમાણભૂત મૂલ્ય 0.1% થી વધુ ન હોવું જોઈએ.

વિજ્ઞાન અને ટેક્નોલોજીના સતત વિકાસ સાથે, લોકોના જીવનધોરણમાં વધારો થવાથી અને પર્યાવરણીય સંરક્ષણ, જથ્થાત્મક દેખરેખ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ગેસના નિયંત્રણ પર લોકોનું વધતું ધ્યાન એર કન્ડીશનીંગ, કૃષિ, તબીબી સારવાર, ઓટોમોબાઈલ અને પર્યાવરણીય સંરક્ષણમાં વધતી માંગ બની ગયું છે. .કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સેન્સરનો વ્યાપકપણે ઉદ્યોગ, કૃષિ, રાષ્ટ્રીય સંરક્ષણ, તબીબી અને આરોગ્ય, પર્યાવરણીય સંરક્ષણ, એરોસ્પેસ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં ઉપયોગ થાય છે.

કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સેન્સરનું કાર્ય સિદ્ધાંત નીચે રજૂ કરવામાં આવ્યું છે.

કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ગેસના પરમાણુઓની જેમ દરેક પદાર્થની પોતાની લાક્ષણિકતા તેજસ્વી-રેખા સ્પેક્ટ્રમ અને અનુરૂપ શોષણ સ્પેક્ટ્રા હોય છે.સિરામિક સામગ્રીઓના જાળીના કંપન અને ઇલેક્ટ્રોન ગતિમાં અવરોધ અસર હોય છે, તાપમાન વધે છે, જાળીના કંપન મજબૂત થાય છે, કંપનવિસ્તાર વધે છે, અવરોધક ઇલેક્ટ્રોન ક્રિયાને મજબૂત બનાવવામાં આવે છે.ગેસ પસંદગીયુક્ત શોષણ સિદ્ધાંત અનુસાર, જ્યારે પ્રકાશ સ્ત્રોતની ઉત્સર્જન તરંગલંબાઇ ગેસના શોષણ તરંગલંબાઇ સાથે એકરુપ થાય છે, ત્યારે રેઝોનન્સ શોષણ થશે, અને તેની શોષણની તીવ્રતા ગેસની સાંદ્રતા સાથે સંબંધિત છે.પ્રકાશના શોષણની તીવ્રતાને માપીને ગેસની સાંદ્રતા માપી શકાય છે.

હાલમાં, થર્મલ વાહકતા પ્રકાર, ડેન્સિટોમીટર પ્રકાર, રેડિયેશન શોષણ પ્રકાર, વિદ્યુત વાહકતા પ્રકાર, રાસાયણિક શોષણ પ્રકાર, ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રકાર, ક્રોમેટોગ્રાફી પ્રકાર, માસ સ્પેક્ટ્રમ પ્રકાર, ઇન્ફ્રારેડ ઓપ્ટિકલ પ્રકાર અને તેથી વધુ સહિત ઘણા પ્રકારના કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સેન્સર છે.

ઇન્ફ્રારેડ શોષણ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ગેસ સેન્સર એ સિદ્ધાંત પર આધારિત છે કે ગેસનું શોષણ સ્પેક્ટ્રમ વિવિધ પદાર્થો સાથે બદલાય છે.નિશ્ચિત બેન્ડ ઇન્ફ્રારેડની અંદર ઇન્ફ્રારેડ લેમ્પ ડ્રાઇવર સર્કિટ નિયંત્રણ દ્વારા કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સેન્સર, પરીક્ષણ હેઠળ ગેસનું શોષણ, ઇન્ફ્રારેડ પ્રકાશ કંપનવિસ્તારમાં ફેરફાર, ફરીથી ગેસ સાંદ્રતામાં ફેરફાર માટે ચેક ગણતરી દ્વારા, ફિલ્ટરિંગ પછી સેન્સર આઉટપુટ સિગ્નલ, ઉન્નત પ્રક્રિયા અને ADC કલેક્શન અને કન્વર્ઝન, માઇક્રોપ્રોસેસરમાં ઇનપુટ, માઇક્રોપ્રોસેસર સિસ્ટમ અનુરૂપ તાપમાન, દબાણ, તાપમાન, દબાણને વળતર આપે છે, છેલ્લે પરીક્ષણ હેઠળ ડિસ્પ્લે ડિવાઇસમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ઘનતા આઉટપુટની ગણતરી કરે છે.તેમાં મુખ્યત્વે ટ્યુનેબલ ડાયોડ લેસર શોષણ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી, ફોટોકોસ્ટિક સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી, કેવિટી એન્હાન્સમેન્ટ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી અને નોન-સ્પેક્ટ્રલ ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીનો સમાવેશ થાય છે.ઇન્ફ્રારેડ શોષણ સેન્સરના ઘણા ફાયદા છે, ઉચ્ચ સંવેદનશીલતા, ઝડપી વિશ્લેષણ ગતિ, સારી સ્થિરતા વગેરે.

ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ગેસ સેન્સર એ એક રાસાયણિક સેન્સર છે જે ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયા દ્વારા કાર્બન ડાયોક્સાઇડની સાંદ્રતા (અથવા આંશિક દબાણ)ને વિદ્યુત સંકેતમાં રૂપાંતરિત કરે છે.વિદ્યુત સંકેતોની શોધ મુજબ, ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રકારને સંભવિત પ્રકાર, વર્તમાન પ્રકાર અને કેપેસીટન્સ પ્રકારમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.ઇલેક્ટ્રોલાઇટના સ્વરૂપ અનુસાર, પ્રવાહી ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ અને ઘન ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ છે.1970 ના દાયકાથી, ઘન ઇલેક્ટ્રોલાઇટ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સેન્સર્સ સંશોધકો દ્વારા વ્યાપકપણે ચિંતિત છે.ઘન ઇલેક્ટ્રોલાઇટ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સેન્સરનો સિદ્ધાંત એ છે કે ગેસ-સંવેદનશીલ સામગ્રી જ્યારે ગેસમાંથી પસાર થાય છે ત્યારે આયનો ઉત્પન્ન કરે છે, આમ ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ બનાવે છે અને ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળને માપે છે જેથી ગેસના વોલ્યુમ અપૂર્ણાંકને માપી શકાય.

કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને અન્ય વાયુઓની વિવિધ થર્મલ વાહકતાનો ઉપયોગ કરીને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ગેસ સેન્સર પણ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સેન્સર શોધવા માટે સૌપ્રથમ ઉપયોગમાં લેવાય છે.પરંતુ તેની સંવેદનશીલતા ઓછી છે.

પીઝોઇલેક્ટ્રિક ક્રિસ્ટલ કોટિંગમાં સરફેસ એકોસ્ટિક વેવ (સો) ગેસ સેન્સર ગેસ સંવેદનશીલ ફિલ્મના ગેસના પસંદગીયુક્ત શોષણના સ્તરને કોટિંગ કરે છે, જ્યારે ગેસ સંવેદનશીલ ફિલ્મો પરીક્ષણ હેઠળ ગેસ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, ત્યારે ગેસ સંવેદનશીલ ફિલ્મ કોટિંગની ગુણવત્તા, વિસ્કોઇલાસ્ટીસીટી અને પાત્ર જેવા બનાવે છે. વાહકતામાં ફેરફાર, ગેસની સાંદ્રતા શોધવા માટે, પીઝોઇલેક્ટ્રિક ક્રિસ્ટલની સપાટીની એકોસ્ટિક વેવ ફ્રીક્વન્સીને ડ્રિફ્ટ કરવા માટેનું કારણ બને છે.સરફેસ એકોસ્ટિક વેવ (SAW) ગેસ સેન્સર એક પ્રકારનું માસ સેન્સિટિવ સેન્સર છે.વધુમાં, ક્વાર્ટઝ ક્રિસ્ટલ માઇક્રોબેલેન્સ ગેસ સેન્સર SAW સેન્સરના સમાન સિદ્ધાંત પર કામ કરે છે, તેથી તે માસ સેન્સિટિવ સેન્સરનું પણ છે.સામૂહિક સંવેદનશીલ સેન્સર પોતે ગેસ અથવા વરાળ માટે કોઈ પસંદગીયુક્ત નથી, અને રાસાયણિક સેન્સર તરીકે તેની પસંદગી માત્ર સપાટી કોટિંગ પદાર્થોના ગુણધર્મો પર આધારિત છે.

સેમિકન્ડક્ટર કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ગેસ સેન્સર સેમિકન્ડક્ટર ગેસ સેન્સરનો ગેસ સેન્સર તરીકે ઉપયોગ કરે છે, અને મેટલ ઓક્સાઇડ સેમિકન્ડક્ટર કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ગેસ સેન્સરમાં ઝડપી પ્રતિભાવ, મજબૂત પર્યાવરણીય પ્રતિકાર અને સ્થિર માળખુંની લાક્ષણિકતાઓ છે.