Cảm biến đo nồng độ khí CO2

Xin chào tất cả các bạn nhé, trong bài viết này mình sẽ giới thiệu đến các bạn một vài dòng cảm biến có khả năng đo lường được mức độ khí thải CO2. Đây là một thiết bị không thể thiếu cho các khu vực dễ tích tụ các loại khí thải độc hại này, đặc biệt là khu vực đó thường xuyên có nhiều người lui tới. Nếu các bạn đang có nhu cầu tìm hiểu và chọn mua cho mình một dòng thiết bị như vậy thì bài viết này sẽ là một giải pháp để các bạn có thể tiết kiệm thời gian. Nội dung bài viết sẽ bao gồm các kiến thức cơ bản về khí CO2 ? Các thông tin cơ bản về cảm biến đo nồng độ khí CO2 ? Các phạm vi chúng ta có thể ứng dụng chúng ? Các thông số kỹ thuật và một vài thông tin chi tiết có liên quan khác.

Như chúng ta đã biết thì các loại khí độc hại như CO và CO2 là những loại khí thường xuyên có mặt trong hầu hết các hoạt động sống của chúng ta. Nếu được tích tụ đến một lượng về đủ có thể dẫn đến nguy hiểm và ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe. Chính vì thế mà các thiết bị cảm biến giúp phát hiện cũng như đo lường mức khí thải này một cách tự động đang là các giải pháp được ứng dụng nhiều nhất hiện nay. Các bạn có thể tham khảo bài viết cảm biến đo nồng độ khí CO. Và các thông tin về dòng cảm biến CO2 sẽ được thể hiện chi tiết bên dưới.

Khí CO2 là gì ? Nguồn gốc của chúng từ đâu ?

Cacbon đioxit hay cacbonic oxit (tên gọi khác: thán khí, anhydrit cacbonic, khí cacbonic) là một hợp chất ở điều kiện bình thường có dạng khí trong khí quyển Trái Đất, bao gồm một nguyên tử cacbon và hai nguyên tử oxy. Là một hợp chất hóa học được biết đến rộng rãi, nó thường xuyên được gọi theo công thức hóa học là CO₂. Trong dạng rắn, nó được gọi là băng khô hoặc đá khô.

Cacbon đioxit thu được từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm cả khí thoát ra từ các núi lửa, sản phẩm cháy của các hợp chất hữu cơ và hoạt động hô hấp của các sinh vật sống hiếu khí. Nó cũng được một số vi sinh vật sản xuất từ sự lên men và sự hô hấp của tế bào. Các loài thực vật hấp thụ cacbon đioxit trong quá trình quang hợp, và sử dụng cả cacbon và oxy để tạo ra các cacbohydrat. Ngoài ra, thực vật cũng giải phóng oxy trở lại khí quyển, oxy này sẽ được các sinh vật dị dưỡng sử dụng trong quá trình hô hấp, tạo thành một chu trình. Nó có mặt trong khí quyển Trái Đất với nồng độ thấp và tác động như một khí gây hiệu ứng nhà kính. Nó là thành phần chính trong chu trình cacbon.

Mặt tích cực và tiêu cực của khí CO2 như thế nào ?

Mặt tiêu cực:

Theo thống kế từ năm 2014 con người đã thải ra bầu khí quyển 35,9 tỷ tấn CO2 mà chủ yếu là từ các hoạt động đốt than đá và khí tự nhiên của các nhà máy điện, sản xuất phân bón, xi măng hay các quy trình công nghiệp khác. Khí CO2 tuy không phải là khí quá độc nhưng với nồng độ lớn thì sẽ làm giảm nồng độ oxy trong không khí, gây ra các tác hại như mệt mỏi, khó thở, kích thích thần kinh, tăng nhịp tim và các rối loạn khác.

• Nồng độ 0.07%: không ảnh hưởng nhiều đến con người trong phòng
• Nồng độ 0.1%: nồng độ cho phép trong trường hợp thông thường
• Nồng độ 0.15%: nồng độ cho phép khi dùng tính toán thông gió
• Nồng độ 0.2-0.5%: tương đối nguy hiểm
• Nồng độ > 0.5%: nguy hiểm
• Nồng độ 4-5%: hệ thần kinh bị kích thích gây ra thở sâu và nhịp thở gia tăng. Nếu hít thở trong môi trường này kéo dài thì có thể gây ra nguy hiểm.
• Nồng độ 8%: nếu thở trong môi trường này kéo dài 10 phút thì mặt đỏ bừng và đau đầu
• Nồng độ >18%: hết sức nguy hiểm có thể dẫn tới tử vong.

Ngoài ra còn có các tác hại sau:

• Khí CO2 làm giảm sự tổng hợp protein (được cấu tạo C,H,N,O)
• Côn trùng ăn protein thực vật có nguy cơ bị thiếu dinh dưỡng côn trùng sẽ có tỉ lệ chết tăng lên gây hại tới hệ sinh thái.
• Nếu môi trường có nhiều khí CO2 sẽ thúc đẩy quá trình sinh sản của rệp lên tới 10-15% gây đe dọa tới mùa màng thu hoạch.

Cảm biến đo nồng độ khí CO2 là gì ?

Cảm biến đo lường khí CO2 hay còn gọi là cảm biến đo nồng độ khí CO2 là một thiết bị có khả năng đo lường và tính toán mức độ CO2 trong một vùng không gian nào đó. Sau đó cảm biến sẽ xử lý các thông số và cho ra tín hiệu để có thể hiển thị mức độ CO2 cũng như kích hoạt các loại thiết bị báo động và xử lý khi mức CO2 đạt đến mức độ nguy hiểm cho con người. Trong đo lường, ppm là đơn vị đo mật độ thường dành cho các mật độ tương đối thấp. Chữ “ppm” xuất phát từ tiếng Anh parts per million, có nghĩa là một phần triệu. Nó thường chỉ tỷ lệ của lượng một chất trong tổng số lượng của hỗn hợp chứa chất đó. Ở đây lượng có thể hiểu là khối lượng, thể tích, số hạt (số mol),… tùy thuộc vào từng trường hợp. Khi dùng cần chỉ rõ lượng là gì. Giá trị của ppm là: 1 ppm = 1/1 000 000 = 10^-6

Mình xin giới thiệu đến các bạn dòng cảm biến đo nồng độ CO2 có model là HDK và HDH-N được sản xuất bởi hãng Produal – Phần Lan. Đây là các dòng cảm biến đo lường CO2 hiệu quả nhất hiện nay của thị trường Châu Âu. Tín hiệu ngõ ra của cảm biến thường là dạng tuyến tính analog 0-10V, 2-10V, 0-5V. Thang đo của cảm biến sẽ thường dao động trong 2 khoảng là 0-1000ppm và 0-2000ppm.

Các phạm vi có thể ứng dụng các dòng cảm biến nồng độ CO2:

Hầu hết thì khí CO2 chỉ thực sự nguy hiểm với con người khi chúng ta ở trong các vùng không gian kín. Còn khi ở ngoài môi trường thì gần như chúng sẽ mau chóng được khuếch tán ra bên ngoài và khả năng tích tụ lại là không cao. Chính vì thế mà các thiết bị đo nồng độ CO2 sẽ thường được ứng dụng trong các khu vực như:

• Ga ra để xe
• Phòng kho, phòng kín
• Văn phòng làm việc, phòng họp
• Khách sạn, trung tâm hội nghị
• Căn hộ, chung cư, nhà cao tầng
• Khu vực để xe của siêu thị, chung cư, trung tâm thương mại

Cảm biến nồng độ CO2 model HDK:

• Model: thiết bị có mã là HDK
• Thương hiệu: Produal 
• Nước sản xuất: Phần Lan (EU)
• Dãy đo nồng độ CO2: thang đo của cảm biến là 0-1000 ppm và 0-2000 ppm
• Dãy đo nhiệt độ: ngoài ra cảm biến còn có chức năng đo nhiệt độ với thang đo 0-50°C
• Nguồn cấp: thiết bị sử dụng nguồn 24VDC
• Sai số: thiết bị có sai số trong khoảng +/- 40 ppm
• Nhiệt độ làm việc: cảm biến hoạt động tốt trong dãy nhiệt 0-70°C
• Ngõ ra: tín hiệu cảm biến cho ra là dạng analog 0-10V, 2-10V, 0-5V
• Tiêu chuẩn bảo vệ: khả năng chống nước và bụi đạt IP54
• Thời gian bảo hành: 12 tháng 1 đổi 1 nếu có lỗi từ nhà sản xuất

Các tùy chọn khác của dòng cảm biến đo khí CO2:

• HDK: cảm biến có tùy chọn hiển thị
• HDK-RH: cảm biến có tùy chọn đo CO2 và độ ẩm
• HDK-RH-N: cảm biến có tùy chọn hiển thị độ ẩm và nhiệt độ
• HDK-M: cảm biến có tùy chọn ngõ ra Modbus

Ngoài ra thì hãng Produal còn cung cấp dòng cảm biến đo khí CO2 lắp trong phòng. Dùng để giám sát trong các phòng kín, dùng trong y tế, thực phẩm. Các thông tin kỹ thuật các bạn có thể xem như sau:

• Model: thiết bị có mã là HDH-N
• Thương hiệu: Produal 
• Nước sản xuất: Phần Lan (EU)
• Kiểu lắp đặt trong các phòng.
• Dãy đo nồng độ CO2: thang đo của cảm biến là 0-2000 ppm
• Dãy đo nhiệt độ: ngoài ra cảm biến còn có chức năng đo nhiệt độ với thang đo 0-50°C
• Có hiển thị thông số đo.
• Cảm biến có các đèn cảnh báo nồng độ khí tại các giá trị khác nhau, khi sử dụng với HD-AL3.
  • Đèn màu xanh: khi nồng độ khí CO2 trong 0-750 ppm
  • Đèn màu vàng: khi nồng độ khí CO2 trong khoảng 751-1250 ppm
  • Đèn màu đỏ: khi nồng độ khí CO2 trong khoảng 1251-2000 ppm
• Sai số của cảm biến: +/- 40 ppm
• Có thang đo độ ẩm: 0-100 %rH
• Tiêu chuẩn bảo vệ: khả năng chống nước và bụi đạt IP54
• Thời gian bảo hành: 12 tháng 1 đổi 1 nếu có lỗi từ nhà sản xuất

Nếu các bạn đang cần một dòng cảm biến đo nồng độ khí CO2 với dãy đo cao hơn như 0-5000ppm cho các ứng dụng đặc biệt bị tích tụ 1 lớn lớn CO2 thường xuyên thì cũng sẽ có giải pháp nhé. Đó là model HDU 5K-N của hãng Produal – Phần Lan, dòng cảm biến này sẽ có lợi thế hơn 2 dòng cảm biến ở trên là có dãy đo cao. Bên cạnh đó thì cảm biến cũng có khả năng đo lường nhiệt độ môi trường và có thể tùy chọn loại có màn hình tích hợp để quan sát tại chỗ nữa đấy. Các thông số cụ thể như sau:

• Model: thiết bị có mã là HDU 5K-N
• Thương hiệu: Produal 
• Nước sản xuất: Phần Lan (EU)
• Kiểu lắp đặt trong các phòng, tầng hầm, khu vực kín khí, bãi đổ xe ngầm,…
• Dãy đo nồng độ CO2: thang đo của cảm biến là 0-5000 ppm
• Sai số của cảm biến: +/-200 ppm (3%)
• Dãy đo nhiệt độ: ngoài ra cảm biến còn có chức năng đo nhiệt độ với thang đo 0-50°C
• Sai số nhiệt độ: 0.5°C
• Hiển thị: có hiển thị thông số đo dạng LCD
• Có thang đo độ ẩm: 0-100 %rH
• Tiêu chuẩn bảo vệ: khả năng chống nước và bụi đạt IP54
• Kích thước của thiết bị: 105 x 110 x 46 mm
• Thời gian bảo hành: 12 tháng 1 đổi 1 nếu có lỗi từ nhà sản xuất

Bộ hiển thị và điều khiển nồng độ CO2:

Có rất nhiều lý do để chúng ta phải sử dụng đến bộ hiển thị và điều khiển CO2 rời, một vài lý do như sau:

• Hầu hết các dạng tín hiệu từ cảm biến nồng độ CO2 là dạng 0-10V hoặc 0-5v. Trong khi đó các tín hiệu tuyến tín thường dùng hiện nay là dạng 4-20ma
• Cảm biến CO2 thường được đặt trong phòng hoặc các hầm gửi xe nên rất khó cho việc giám sát tại 1 khu vực quản lý
• Khi sử dụng cảm biến CO2 chúng ta thường phải sử dụng kèm chức năng điều khiển rơ le để cảnh báo hoặc điều khiển bộ phận điều tiết CO2 nên phải cần ngõ ra dạng relay.

Vì những lý do trên mà chúng ta cần sử dụng thêm 1 màn hình hiển thị rời có tích hợp chức năng điều khiển tín hiệu. Mình xin giới thiệu đến các bạn dùng màn hình hiển thị CO2 dạng 4 led đến từ Cộng Hòa Séc. Thiết bị này có khả năng nhận được các dạng tín hiệu tuyến tín từ cảm biến CO2 và hiển thị 1 cách chính xác nhất. Các thông số các bạn tham khảo bên dưới nhé.

Thông số bộ điều khiển và hiển thị CO2 OM352UNI:

• Model: sản phẩm có mã là OM352UNI
• Xuất xứ: bên mình nhập khẩu từ hãng Orbit Merret – Cộng Hoà Séc. 
• Khả năng hiển thị: bộ hiển thị có 4 led, giá trị có thể hiển thị từ -1999 đến 1999, có thể đáp ứng hầu hết các yêu cầu về hiển thị.
• Nguồn cấp: bộ điều khiển áp suất sử dụng nguồn điên 80-250VAC hoặc nguồn 10-30VDC
• Hệ số chống nhiễu, cách ly tín hiệu của thiết bị đạt: 4000 VAC
• Tín hiệu ngõ vào: 
  • Cảm biến nhiệt độ Pt100, Pt500,  Pt1000, Pt50..
  • Can nhiệt dạng K, can nhiệt B, can nhiệt S, can nhiệt J….
  • Tín hiệu dạng analog 4-20mA, tín hiệu 0-10v, 0-5v, 0-20mA..
• Tín hiệu ngõ ra:
  • Relay on/off, có thể chọn lên đến 4 relay.
  • Analog 4-20mA
  • Truyền thông RS485, RS232, Profibus
• Sai số: thiết bị 0.1%.
• Thời gian phản hồi của thiết bị: 1ms
• Kích thước bộ điều khiển: 96 x48 x 120mm
• Tiêu chuẩn bảo vệ đạt: IP64 chống nước và chống bụi khá tốt

Bộ điều khiển nồng độ CO2:

Nếu các bạn sử dụng các dòng cảm biến đo nồng độ Co2 đã có màn hình hiển thị tích hợp và chỉ cần điều khiển tín hiệu thì ta sẽ có 1 giải pháp khác tiết kiệm hơn. Đó là sử dụng bộ chuyển đổi tín hiệu các bạn nhé, thiết bị này có model là OMX333UNI có khả năng điều khiển tín hiệu tuyến tín analog lẫn công tắc relay. Cũng đến từ Cộng Hòa Séc và được công ty mình phân phối độc quyền ở Việt Nam hiện nay. Các thông số các bạn có thể tham khảo bên dưới.

• Model: thiết bị có mã sản phẩm là OMX333UNI.
• Xuất xứ: từ hãng Orbit Merret – Cộng Hòa Séc.
• Ngõ vào (Input): tín hiệu ngõ vào có thể đọc như 4-20mA, 0-10vdc, 0-20mA, 0-5vdc. Có thể đọc các tín hiệu cảm biến pt100, can nhiệt S, K, R, E,…
• Ngõ ra (Output): Có thể xuất ra các dạng tín hiệu 4-20mA, 0-10vdc, 0-20mA, 0-5vdc. Tín hiệu đóng/ngắt relay on/off, tín hiệu truyền thông modbus rtu
• Nguồn cấp: thiết bị dùng nguồn nuôi 10÷30VDC có thể tuỳ chọn nguồn  80÷250VAC.
• Sai số: chỉ 0.1% trên toàn dãy đo của thiết bị.
• Hệ số cách ly: 2500VAC có thể chống nhiễu tốt trong nhiều loại môi trường.
• Khả năng cài đặt: có thể cài đặt bằng cáp USB OMLINK kèm theo của hãng thông qua App
• Thời gian bảo hành: 1 đổi 1 trong vòng 12 tháng, nếu phát sinh lỗi từ nhà cung cấp.

Trên đây là các thông tin cũng như kiến thức cần thiết về cảm biến đo nồng độ CO2. Hy vọng sẽ giúp ích được phần nào cho các bạn có nhu cầu trang bị hay tìm hiểu. Hiện tại bên mình đang cung cấp các loại thiết bị cảm biến và bộ hiển thị vừa nêu trên. Ngoài ra mình còn kinh doanh các loại cảm biến đo độ ẩm và nhiệt độ, cảm biến đo độ ẩm với giá cạnh tranh. Mọi thắc mắc cần tư vấn các bạn vui lòng liên hệ qua thông tin sau:

Phone – Zalo: 0779 81 81 84 (An Nguyễn)

Email: An.nguyen@bff-tech.com