Yeni CO₂ sensörü, yüksek hassasiyeti daha geniş bir ölçüm aralığıyla birleştiriyor

Çin Bilimler Akademisi’nin (CAS) Hefei Fiziksel Bilim Enstitüleri’nden (HFIPS) araştırmacılar, yüksek hassasiyeti daha geniş bir ölçüm aralığıyla birleştiren bir karbondioksit (CO₂) sensörü geliştirdiler.

Sensör çift polarizasyonlu, tek boşluklu CRDS kullanır. Hem düşük hem de yüksek konsantrasyonlarda CO₂’yi tespit etmek için aynı optik boşlukta iki tür polarize ışığı ölçer. HFIPS’den Zhang Zhirong liderliğindeki çalışma, Sensörler ve Aktüatörler B: Kimyasal.

CO₂ izleme, atmosferi incelemek ve iç mekan hava kalitesini değerlendirmek için önemlidir. Boşluk halka aşağı spektroskopisi (CRDS), çok düşük konsantrasyonlardaki gazları tespit etmek için yaygın olarak kullanılır. Bununla birlikte, geleneksel sistemler genellikle geniş bir konsantrasyon aralığında ölçüm yaparken yüksek hassasiyeti korumakta zorlanır.

Bu çalışmada araştırmacılar aynı optik boşlukta S ve P olmak üzere iki tür polarize ışık kullandılar. İki ışık türü boşluğun içinde farklı tepki verir. S-polarize ışık, düşük CO₂ konsantrasyonlarına daha duyarlıyken, P-polarize ışık daha yüksek konsantrasyonları ölçebilir. Bu ikisini birleştirerek sensör çok daha geniş bir CO₂ seviyesi aralığını kapsayabilir.

Testler, sensörün CO₂ konsantrasyonlarını milyonda 50 ila 10.000 parça (ppm) arasında ölçebildiğini ve ölçüm aralığını yalnızca S-polarize ışığın kullanılmasıyla karşılaştırıldığında 10 kattan fazla genişletebildiğini gösterdi.

Araştırmacılar ayrıca sensörü gerçek dünya ortamlarında da test ettiler. İç mekanlarda, oda doluluğu ve havalandırma değiştikçe CO₂ seviyelerindeki değişiklikleri takip etti. Dış mekan testlerinde sürekli olarak atmosferik CO₂ izlendi ve konsantrasyondaki günlük dalgalanmalar kaydedildi.

Araştırmacılara göre aynı teknik, ölçüm dalga boyunu ve optik boşluğu ayarlayarak diğer gazları tespit etmek için de uyarlanabilir ve bu da CRDS sensörlerinin iç mekan hava kalitesi izleme ve atmosferik çalışmalarda kullanımını potansiyel olarak genişletebilir.