Principy fungování čidel kvality vzduchu

Měření koncentrace oxidu uhličitého – princip NDIR

NDIR = Non-Dispersive Infrared, nerozptýlené infračervené světlo

Tato čidla pracují na principu měření útlumu infračerveného záření (o specifické vlnové délce) ve vzduchu. Čidla sestávají ze zdroje infračerveného záření (žárovka), světlo-vodné trubice a infračerveného detektoru s příslušným filtrem. Signál z infračerveného detektoru se dále zesiluje a pak se pomocí další elektroniky vyhodnocuje útlum záření, který je zapříčiněn kolizí s oxidem uhličitým. Na tomto základě se vypočítá aktuální koncentrace CO₂ ve vzduchu. Pro zjednodušení – čím víc CO₂, tím více se utlumuje infračervené záření.

Čidla NDIR jsou obecně velmi přesná a dlouhodobě stabilní. Výhodou je, že měří koncentraci již od nulové hodnoty, zvládnou měřit i vysokou koncentraci CO₂. V současné době máme princip NDIR aplikovaný ve všech čidlech koncentrace oxidu uhličitého. Jejich stabilita a životnosti je více jak 10 let.

Elektrochemická čidla – měření těkavých organických látek a vlhkosti

Tato čidla obvykle sestávají z elektrochemického článku s tuhým elektrolytem (= roztoky nebo taveniny, které vedou elektrický proud). Tento článek je přídavným žhavením vyhříván na pracovní teplotu. Na elektrodách článku dochází k chemickým reakcím podobným jako v palivovém článku, kdy se spotřebovává kyslík a na elektrodách článku vzniká elektromotorická síla. Měřením této elektromotorické síly pomocí speciální elektroniky se pak zjišťuje koncentrace CO2 ve vzduchu. Hlavní předností těchto čidel je vysoká citlivost a vynikající selektivita na oxid uhličitý. Jsou obvykle levnější než čidla NDIR, ovšem s výrazně nižší životností (cca 2 roky) a přesností. Proto jsme od těchto čidel odstoupili. Čidla pracující na elektrochemickém principu pracují až od cca 400ppm, což vzhledem ke koncentraci ve venkovním vzduchu, která je okolo 360-400ppm, vůbec nevadí.

Elektroakustická čidla

Elektroakustická čidla pracují na principu vyhodnocování změn kmitočtu ultrazvuku v mechanickém rezonátoru. Pomocí elektroniky se vyhodnocuje změna kmitočtu ultrazvukových vln  a na základě závislosti změny kmitočtu na koncentraci CO₂ ve vzduchu se určuje aktuální koncentrace CO₂.

Hlavní předností těchto čidel je dlouhodobá stabilita bez nutnosti rekalibrace.

Výstupy čidel

Čidla všech typů mají obvykle spojitý napěťový výstup (0-10 V) nebo proudový výstup (0-20 / 4-20 mA), pomocí kterého předávají informaci o hodnotě koncentrace CO₂ ve vzduchu nadřízenému ventilačnímu systému.