K30-红外二氧化碳传感器

一、NDIR红外气体传感器的基本概述1.简介NDIR红外气体传感器用一个广谱的光源作为红外传感器的光源，光线穿过光路中的被测气体，透过窄带滤波片，到达红外探测器。

其工作原理是基于不同气体分子的近红外光谱选择吸收特性，利用气体浓度与吸收强度关系（朗伯-比尔Lambert-Beer定律）鉴别气体组分并确定其浓度的气体传感装置。

其主要由红外光源、光路、红外探测器、电路和软件算法组成的光学传感器，主要用于测化合物，例如：CH4、CO2、N2O、CO、SO2、NH3、乙醇、苯等，并包含绝大多数有机物。

2.原理由于各种物质分子内部结构的不同，就决定了它们对不同波长光线的选择吸收，即物质只能吸收一定波长的光。

物质对一定波长光的吸收关系服从朗伯—比尔(Lambert2Beer)吸收定律。

下图为NDIR红外气体分析原理图：以CO2分析为例，红外光源发射出1～20μm的红外光，通过一定长度的气室吸后，经过一个μm波长的窄带滤光片后，由红外传感器监测透过μm 波长红外光的强度，以此表示CO2气体的浓度。

3.分类1）根据红外探测器的通道数，可以划分为单通道NDIR气体传感器和双通道NDIR气体传感器。

单通道就是在红外探测器内部集成了一个敏感元件以及窄带滤波镜片；双通道就是在单通道的基础上，集成了一个参考通道。

我公司红外传感器产品皆为双通道类型，长期稳定性更好，受环境温度影响小。

2）根据探测气体种类，可以划分为单一气体和复合气体传感器。

目前市场上绝大部分NDIR 气体传感器都是针对单一气体组分进行测量的，技术比较成熟，应用也比较广泛。

4.应用红外线气体分析器主要应用领域：1)石油、化工、发电厂、冶金焦碳等工业过程控制；2)大气及污染源排放监测等环保领域；3)饭店、大型会议中心等公共场所的空气监测；4)农业、医疗卫生和科研等领域；例如：（1）合成氨流程的醇化塔进（出）口，用红外气体分析器分析CO和CO2；（2）甲醇生产流程的脱碳工段，用红外气体分析器分析CO和CO2；（3）环保排放监测，用红外气体分析器分析SO2和NOx。

高分辨率红外二氧化碳CO2气体传感器二氧化碳气体传感器描述：红外二氧化碳传感器利用NDIR技术检测CO2气体浓度。

传感器内部有一个红外光源，一个双元件红外探测器，一个独特的光波导让气体扩散进去，ARM7内核微处理器，输出电压与电源极性无关。

传感器可以设置为线性电压输出，全量程0.4V-2.0V参考供电电源负极，或者设置为催化燃烧格式输出，通常零点是中间电压，相对于检测管脚在满量程点的电压是100mV。

此外，通过串口连接可以读取输出值和访问内部配置。

通信连接点3系的Prime2是焊盘，5系的Prime2是管脚。

内部的集成电路可以实现的功能如驱动光器件，提取检测信号，把信号强度转化为浓度，进行温度补偿和量化输出值等。

在催化燃烧配置时，Prime2可以在满足电源供电要求的条件下，不改变电路并完全替代催化燃烧传感器。

当Prime 2用于恒流催化燃烧电路时，外围元件需要满足电源要求。

二氧化碳气体传感器特性：★原装进口传感器,且体积全球最小；★可检测空气中上百种可燃及有毒有害气体的浓度和泄露；★采用先进微处理技术, 响应速度快, 测量精度高, 稳定性好；★具有良好的搞干扰性能, 使用寿命长达8年;★电压和串口同时输出特点, 方便客户调试使用,★传感器出厂精准标定,使用现场无须标定, 关键参数自动识别；★全量程范围温度数字自动跟踪补偿, 保证测量准确性；★更换时无须标定；★全最简化的外围电路, 生产简单, 操作方便;软件自动校准,★在可直接输出0.4-2V, 0-1.6V, 0-4V, 0-5V等电压信号和TTL电平信号;★安全型电路设计, 可带电热拔插操作;★PPM, %VOL, mg/m3三个单位显示；★防高浓度气体冲击的自动保护功能；外观描述所有尺寸以mm为单位（±0.1mm，除非标注）。

Rx和Tx 3系的为焊盘输出格式Prime1可以配置为催化燃烧格式输出或线性电压输出。

两种格式都不受电源极性影响，如下所示：线性电压设置:温度补偿在标定气体浓度水平的零点和量程点都有温度补偿。

红外二氧化碳传感器原理1. 引言红外二氧化碳传感器是一种用于检测和测量环境中二氧化碳浓度的传感器。

它利用红外辐射原理来实现对二氧化碳的检测，具有快速响应、高准确度和低功耗的特点。

本文将详细介绍红外二氧化碳传感器的原理及其应用。

2. 红外辐射原理红外辐射是指波长范围在0.75~1000微米之间的电磁辐射。

二氧化碳分子在特定的红外波长下具有吸收能力，因此可以利用红外辐射来检测二氧化碳浓度。

3. 红外二氧化碳传感器的工作原理红外二氧化碳传感器主要由红外源、红外探测器和信号处理电路组成。

其工作原理如下：3.1 红外源红外源是红外二氧化碳传感器的核心部件之一，它产生特定波长的红外辐射。

红外源通常采用红外发光二极管或红外激光二极管。

3.2 红外探测器红外探测器用于检测环境中的红外辐射。

红外二氧化碳传感器中常用的红外探测器有红外光电二极管和红外热电偶。

3.3 信号处理电路红外二氧化碳传感器的信号处理电路负责将红外辐射转换为电信号，并进行放大和滤波处理。

信号处理电路通常由放大器、滤波器、模数转换器等组成。

4. 红外二氧化碳传感器的工作流程红外二氧化碳传感器的工作流程如下：4.1 发射红外辐射红外源产生特定波长的红外辐射，并通过传感器的窗口辐射到环境中。

4.2 接收红外辐射红外探测器接收环境中的红外辐射，并将其转换为电信号。

4.3 信号处理信号处理电路对接收到的电信号进行放大、滤波和模数转换处理，得到与二氧化碳浓度相关的电信号。

4.4 二氧化碳浓度计算根据信号处理得到的电信号，通过一定的算法计算出环境中的二氧化碳浓度。

5. 红外二氧化碳传感器的应用红外二氧化碳传感器广泛应用于以下领域：5.1 室内空气质量监测红外二氧化碳传感器可以用于室内空气质量监测，及时检测室内二氧化碳浓度超标，保障室内空气的清新和舒适。

5.2 温室气候控制红外二氧化碳传感器可用于温室气候控制，监测温室内的二氧化碳浓度，调节通风和CO2供给，促进植物生长。

二氧化碳红外传感器的功能二氧化碳红外传感器是一种用于检测和测量环境中二氧化碳浓度的传感器。

它具有以下功能和特点：1. 检测二氧化碳浓度：二氧化碳红外传感器主要用于检测环境中的二氧化碳浓度。

它通过红外辐射技术，可以准确地测量出空气中的二氧化碳含量，从而判断环境的空气质量。

2. 高灵敏度：二氧化碳红外传感器具有高灵敏度的特点，可以检测到非常低浓度的二氧化碳。

它能够在室内和室外环境中，快速、准确地感知到二氧化碳的存在，并将测量结果转化为电信号输出。

3. 宽测量范围：二氧化碳红外传感器的测量范围通常较宽，可以覆盖从几百ppm到几万ppm的二氧化碳浓度区间。

这使得它可以应用于不同场景和需求，例如室内空气质量监测、温室气体浓度监测等。

4. 高稳定性和长寿命：二氧化碳红外传感器的稳定性较高，能够长时间稳定地工作。

它具有较长的使用寿命，不易受环境变化和干扰的影响，保证了测量结果的准确性和可靠性。

5. 易于集成和使用：二氧化碳红外传感器通常具有小尺寸和轻量化的特点，便于集成到各种设备和系统中。

它一般采用标准的接口和通信协议，方便与其他设备进行连接和通信。

同时，它也具备简单的操作和维护，用户可以轻松地使用和管理。

6. 能耗低：二氧化碳红外传感器通常具有低功耗的特点，可以在长时间内持续工作，而不会对电力资源造成过大的负担。

这使得它适用于需要长时间监测和测量的应用场景，如建筑物能耗管理、室内空气调节等。

7. 应用广泛：二氧化碳红外传感器在室内空气质量监测、温室气体浓度监测、工业过程控制等领域具有广泛的应用。

它可以帮助人们了解和控制环境中的二氧化碳含量，从而保障人们的健康和安全。

二氧化碳红外传感器是一种具有高灵敏度、宽测量范围、高稳定性和长寿命等特点的传感器。

它在环境监测、工业控制等领域发挥着重要的作用，为人们提供了可靠的二氧化碳浓度检测和测量手段。

通过它的应用，人们可以更好地了解和控制环境中的二氧化碳含量，从而为保护环境和人类健康做出贡献。

二氧化碳传感器原理
二氧化碳传感器基于红外光谱原理来检测空气中的二氧化碳浓度。

红外光谱原理利用了二氧化碳分子在红外波段特定波长的吸收特性。

二氧化碳传感器包含一个红外光源和一个红外光探测器。

光源会发射可见光和红外光，并经过光学透过滤器选择特定波长的红外光照射到空气中。

当红外光线经过空气中的二氧化碳分子时，部分红外光会被二氧化碳分子吸收。

探测器会测量经过空气中的红外光线的强度，然后与未经过空气的红外光线的强度进行比较。

由于二氧化碳分子的吸收特性，如果空气中的二氧化碳浓度较高，那么经过空气的红外光线会被吸收更多，探测器测得的强度将会减小。

通过测量红外光的强度差异，二氧化碳传感器可以计算出空气中的二氧化碳浓度。

这个测量结果通常会显示在传感器上，提供一个可以读取的数字或指示灯。

二氧化碳传感器的原理非常简单且可靠，所以被广泛应用于空气质量检测、温室监测、航天器环境控制等领域。

它们可以帮助人们及时了解二氧化碳浓度，从而采取必要的措施来保护人体健康和环境安全。

二氧化碳传感器有哪些常见的应用领域二氧化碳是碳氧化合物之一，是一种无机物，不可燃，通常也不支持燃烧，低浓度下无毒。

也是碳酸的酸酐，属于酸性氧化物，具有酸性氧化物的共性。

二氧化碳传感器是专门用来检测各种环境中CO2浓度的元件，下面工采网列举几个CO2传感器常见的应用领域。

空气中二氧化碳含量越高，对人体的影响越大。

当二氧化碳含量高于0.7%时，人体会感到不适，超过10%时，人体会出现昏迷和死亡。

达到20%的时候，几秒钟就会死人。

所以在人口密集的地方，二氧化碳含量是一个非常重要的参数，直接关系到人体的舒适性和安全性。

另外CO2也是植物光合作用的重要元素。

可以说，没有二氧化碳，自然界就没有活力。

正因为如此，二氧化碳是植物实验中的必要参数。

这也是为什么农业大棚中要使用二氧化碳传感器的原因。

化学工业中，化学反应后会产生很多高浓度的二氧化碳气体，啤酒、可乐等饮料中也有添加二氧化碳；当二氧化碳和氮气混合成“理想”气体，作用在生鲜食品的充气包装上，可以使生鲜食品中的细胞活性维持一定时间，延缓生命进程，在一定程度上维持新鲜状态。

因此，由于二氧化碳气体的这些特性，机场、建筑物、办公室、厂矿、温室、实验室、化学品、食品保鲜等行业都需要测量二氧化碳值。

此外，CO2是暖通空调中非常重要的参数。

室内CO2浓度与通风率有着密切的关系。

这个二氧化碳监控系统可以有效节约宝贵的能源，保持良好的室内空气质量，无论是在空间，人多还是人少。

工采网代理了多款二氧化碳传感器，英国GSS 高速响应红外二氧化碳传感器(NDIR CO2传感器) - SprintIR，适用于捕捉CO2 浓度快速度变化的领域，如新陈代谢评估和呼吸机。

韩国SOHA 抗高湿红外CO2传感器模块- SH-DS适用于农业大棚，也可以使用红外CO2传感器- ZG09。

另外还有英国GSS 4系大量程红外CO2传感器MINIR/ExplorIR-M，以及低功耗型红外二氧化碳传感器COZIR-W/ExplorIR-W。

二氧化碳红外传感器的功能
二氧化碳红外传感器是一种可以检测环境中二氧化碳浓度的传感器。

它具有许多重要的功能，可以应用于各种场合。

一、测量空气中的二氧化碳浓度
二氧化碳红外传感器的主要功能是测量室内空气中的二氧化碳浓度。

通常，我们使用它来监测建筑物内部的空气质量，以确保室内燃气等设备运行时，不会出现室内空气污染的情况。

此外，它也可用于监测公共场所的空气质量，如办公室、学校、医院等。

二、调节室内空气质量
二氧化碳红外传感器可以监测室内空气中的二氧化碳浓度，并据此调节室内的通风系统或其他相关设备，以保持室内空气的新鲜和清洁。

这对室内人员的健康和舒适非常重要。

三、节约能源
二氧化碳红外传感器可以根据室内空气中的二氧化碳浓度，控制通风系统或其他相关设备的运行，实现减少能源消耗的目的。

这不仅有助于保护环境，而且可以将能源成本降至最低。

四、预防火灾
二氧化碳红外传感器可以帮助预防火灾。

它可以监测到建筑物内部的二氧化碳浓度，如果浓度超出标准，就可以发出警报并通知相关部门，以防止火灾发生。

总之，二氧化碳红外传感器在现代社会中具有广泛的应用和重要的功能。

它可以保障人们的健康和安全，还可以帮助我们更加节约能源，保护地球的环境。

红外二氧化碳传感器模块的参数及应用概述红外二氧化碳传感器模块是一种用于测量空气中二氧化碳浓度的设备，该模块对于室内空气质量监测、工业流程控制以及温室气体浓度检测等领域具有广泛的应用。

本文将介绍红外二氧化碳传感器模块的参数和应用。

参数1. 灵敏度红外二氧化碳传感器模块的灵敏度是指传感器输出信号对二氧化碳浓度变化的响应程度。

灵敏度通常以mV/ppm表示，其中ppm是指空气中二氧化碳的浓度单位。

灵敏度越高，传感器对于测量环境中低浓度二氧化碳的能力越强。

2. 响应时间响应时间是指空气中二氧化碳浓度变化时传感器输出信号变化的时间。

它通常是秒级到分钟级的时间范围。

响应时间越短，传感器对测量环境中瞬时浓度变化的能力越强。

3. 工作温度范围工作温度范围是指传感器在特定温度下正常工作的范围。

对于大多数红外二氧化碳传感器模块来说，其工作温度范围在0°C到50°C之间。

需要注意的是，过低或过高的温度可能会影响传感器的灵敏度和稳定性。

4. 输出信号范围红外二氧化碳传感器模块的输出信号范围通常以mV或V为单位。

需要注意的是，传感器输出信号和二氧化碳浓度之间的关系通常不是线性的，因此在实际应用中需要进行校准。

应用1. 室内空气质量监测在室内空气质量监测中，红外二氧化碳传感器模块可以用于测量空气中二氧化碳的浓度，以判断室内空气的质量。

当二氧化碳浓度过高时，可能会导致头痛、嗜睡、无法集中注意力等不适症状，因此通过监测二氧化碳浓度可以及时采取措施，改善室内空气质量。

2. 工业流程控制在工业流程控制中，红外二氧化碳传感器模块可用于测量生产过程中的二氧化碳浓度，以保证产品质量和生产效率。

例如，在酿酒过程中，需要控制发酵罐中的二氧化碳浓度，以保证酒的口感和品质。

3. 温室气体浓度检测在温室气体浓度检测中，红外二氧化碳传感器模块可以用来监测温室中的二氧化碳浓度。

温室中的二氧化碳浓度对于植物生长和二氧化碳排放量等方面具有重要意义。

Intelligent Infrared CO2 Gas Sensor(Model: MH-711A)ManualVersion: 3.3Valid from: May 1st, 2014 Zhengzhou Winsen Electronics Technology Co., Ltd.StatementThis manual copyright belongs to Zhengzhou Winsen Electronics Technology Co., LTD. Without the written permission, any part of this manual shall not be copied, translated, stored in database or retrieval system, also can’t spread through electronic, copying, record ways.Thanks for purchasing our product. In order to keep customers using it better and reduce the faults caused by misuse, please read the manual carefully and operate it correctly in accordance with the instructions. If users disobey the terms or remove, disassemble, change the components inside of the sensor, we shall not be responsible for the loss.The specific such as color, appearance, sizes etc., please in kind prevail.We are devoting ourselves to products development and technical innovation, so we reserve the right to improve the products without notice. Please confirm it is the valid version before using this manual. At the same time, users’ comments on optimized using way are welcome.Please keep the manual properly, in order to get help if you have questions during the usage in the future.Zhengzhou Winsen Electronics Technology CO., LTD.MH-711A Infrared CO2 Gas Sensor1. Product DescriptionMH-711A is a universal type intelligent sensor to detect CO2 in air taking advantages of non-dispersive infrared (NDIR) principle. With high selectivity, no oxygen dependence, high performance and long lifespan features, MH-711A also has built-in temperature compensation feature. MH-711A is a compact andhigh-performance sensor based on infrared absorption of gas detection technology, micro-machining and sophisticated circuit design.2. CharacteristicsLong lifespanHigh Sensitivity and resolution5V constant power supply, low power consumption Output method: UART, analog voltage signal, etc. Quick response & ResumeTemperature compensation, excellent linear outputAnti-poisons, anti-vapor interferenceDetect combustible gas concentration matching with flame-proof marked detector in area 1&2explosive environments which mix of ⅡA, ⅡB, ⅡC and T1-T6 flammable gases, vapors and air3. ApplicationWidely used for industrial field instrumentation, industrial-process control and safety protection4. Technical ParametersProduct Model MH-711A Target Gas CO2 Working Voltage 4.5 V ~ 5.5V DC Average Current < 100mA Interface Level 3.3VMeasurement Range 0~30%VOL optional (view table 2)Output Signal IIC 0.4-2V DC Warm-up Time 3min Response Time T 90 < 30s Working Temp. -40℃ ~ 70℃Working Humidity0 to 95%RH, Non-condensingDimension Φ44×61mm Weight 350g Lifespan >5 years Ex-marking Ex d ⅡC T6 GbProtected ClassIP65Table 1 Technical IndexTable 2: Measurement Range and Accuracy5. Structural DrawingFigure 1 Structural Drawing of SensorFigure 2: Pin DefinitionPin DescriptionPad1 Vin (input voltage 4.5V ～5.5V) Pad4 GNDPad5 Vout (0.4～2V) Pad2 IIC(SCL) clock Pad3IIC(SDA) dataDetected GasMeasurementRange AccuracyRemarksCarbon Dioxide (CO2 gas)0~2000ppm ±50ppm +/-5% readingTemperature compensation 0~6000ppmTemperature compensation 0~1%VOL Temperature compensation 0~3%VOL Temperature compensation 0~5%VOL Temperature compensation 0~10%VOL Temperature compensation 0-30%VOL±15% reading Temperature compensationReserved, do not connectPad6, Pad7, Pad8Pad10, Pad11, Pad12Table 3: Definition of Pin6. Application CircuitFigure 3 Application CircuitExplanations:6.1: Analogue Voltage OutputVoltage output range 0.4 to 2V, relatively stands for 0 to F.S.Pad1 connect with 5V supply, Pad4 connect with VSS and Pad5 connect with input side of ADC. Then warm-up the sensor, the Vout will show a voltage value which stands for the gas concentration. If the sensor malfunctions, the output voltage is 0V.Figure 4 Analogue Voltage Output6.2 Digital OutputPad1 connect with 5V supply, Pad4 connect with VSS.Customer’s CLK connects with sensor CLK; SDA connect sensor SDA.The detector can read the value of gas concentration directly through the IIC of the sensor (The pull-up resistor of user’s SCL and SDA signal lines must be less than 10k to ensure the normal work of the communication interface), no need to calculate the gas concentration.6.2.1 Communication ProtocolMH-711A is communicated through IIC bus. The module works basing IIC slave mode and can connects to external MCU,module address: 0x55, write operation address: 0xAA, read operation address: 0xAB. Every frame number data contains 10 bytes. Different host orders lead to different data and the last byte of data is the proof test value. The SCL clock frequency is recommend less than 10K.1) Device AddressAddress format: Highest seven digits are the module add of the sensor(0x55)，the least significant digit is SDIR, 0 stand for Reading, 1 stand for Writing.Table 4: Address FormatIIC communicationWrite address: 0xAA, Read address: 0xAB 2) Bus DescriptionIIC interface protocol is a special bus signal protocol, is composed of 3 parts - Start(S), Stop(P) and binary data, asshown below.At start,SCL is high,SDA is at falling edge.Aftter that,send the slave add.After the seven add digits is the control read&write digits,choose the read&write operation as above picWhen the slave device recognizes the corresponding add information,it sends a responsive signal to main device and SDA is pulled down at the ninth clock cycle.At stop,SCL keeps high level,SDA is at rising edge.Figure 5 IIC Sequence Chart3) CommandEvery frame number data of IIC communication command contains 10 bytes. Different host orders lead to different data and the last byte of data is the proof test value. Table 5 Command List0x96 Gas Concentration 0xA0 Calibrate zero point （ZERO ） 0xAACalibrate span point （SPAN ）A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 W/R1 0 1 0 1 0 1 0/1Gas Concentration Reading1 0x96 Gas Concentration ReadingSend0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Command -- -- -- -- -- -- -- --CheckCode 0x96 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x6AEXP. 96 00 00 00 00 00 00 00 00 6AReturn0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ModuleStatusHighDensityLowDensityHighRangeLowRangeCheckCodeEXP. ReturnGas concentration= high density *256 + low density Calibrate Zero1 0xA0 Gas Concentration ReadingSend0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Command-- -- -- -- -- -- -- --CheckCode 0xa0 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x60EXP. A0 00 00 00 00 00 00 00 00 60Return 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -- -- -- -- -- -- -- -- ---- -- -- -- -- -- -- -- --EXP. No value returnCalibrate Span1 0xAA Gas Concentration ReadingSend0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 CommandSPAN Value -- -- -- -- -- --CheckCode 0xaaHighByteLowByte0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0xbbEXP. AA 13 88 00 00 00 00 00 00 BB （Eg. calibrate 5000ppm, HEX：0x1388）Return 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -- -- -- -- -- -- -- -- ---- -- -- -- -- -- -- -- --EXP. No value return6.2.2 Calibrate and CalculateThe checksum = (invert (byte0 +... + 8)) + 1For example, Gas Concentration ReadingCommand SentByte0 Byte1 Byte2 Byte3 Byte4 Byte5 Byte6 Byte7 Byte8 Byte9 Command - - - - - - - - CheckValue 0x96 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x6AA. Add all the bytes together except byte 00x96 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 = 0x96B. Get the value from step A, then invert it.0xff – 0x96 = 0x69C. Plus one based on the value of step B0x69 + 0x01 = 0x6A6.2.3 Example ProgramC Language Calibrate & Calculate and Routinechar getCheckSum(char *packet){char i, checksum;for( i = 1; i < 9; i++){checksum += packet[i];}checksum = 0xff – checksum;checksum += 1;return checksum;}7. Notes For Maintenance7.1 The sensor should be calibrated regularly. Recommended cycle time is once per 6 months.7.2 Do not use the sensor in the high dusty environment for long time.7.3 Please use the sensor with correct power supply.Zhengzhou Winsen Electronics Technology Co., LtdAdd.: NO.299 Jinsuo Road, National Hi-Tech Zone,Zhengzhou, 450001 ChinaTel.: 0086-371-67169097Fax: 0086-371-60932988E-mail:*******************。