博覧強記 電子回路

CO2センサーの測定原理と市販品の比較

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昔から建物のうち延べ床面積3,000㎡以上の大規模ビルではビル管理法(建築物における衛生的環境の確保に関する法律)で、「二酸化炭素の含有率:1000ppm以下」の基準があるため、衛生面からCO2センサーを客先に提供することはメーカーの務めだと思っていました。

しかし、CO2は、還元性の気体ではないため化学反応による検知が困難なため、光学的なセンシングが必要で、精度の良いセンサーを販売しようとすると末端の価格で10万円もした覚えがあります。

この価格の高さから、ベンチャーで、廉価盤のCO2センサの製造販売を行おうという会社もありましたが、少なくとも10年程前はCO2と言うものについて、企業側も客先側も興味が薄く、廉価なセンサーが無い状態でした。

ところが、コロナ禍で換気の重要性が叫ばれる中、CO2センサも注目を集めるようになりました。

改めてネットで調べると、驚いたことに1万円以下のCO2センサーがごろごろ、本当にごろごろしています。

ほとんどが中国製ですが、その中でめぼしいスペックのセンサーを拾ってみたいと思います。

1        測定原理

市販のCO2センサーをチェックするまえに、測定原理を記載します。

1.1         光学式・非分散型赤外線 (NDIR: non dispersive infrared)検出方式

分子には、放射された赤外線波長が、分子の共振波長と一致する場合、一致する波長を持つ赤外線は分子の固有振動数で共振し、分子振動としてガス分子に吸収される性質があります。

CO2分子の場合、波長4.26μmの赤外線を選択的に吸収する性質を持っています。 CO2分子が増えれば、より強く吸収します。

つまり、CO2が高濃度の場合、入射光の減衰は大きく、低濃度では減衰は小さくなります。

このタイプのセンサーは、ほこり等の汚れに弱いため、工場の排煙等のCO2排出源付近の監視には不向きです。

そのほかにも、電気化学式、半導体式があるようですが、扱いやすさの観点から、ほとんどのCO2センサーは非分散型赤外線形になっているようです。

2.   使い易そうなCO2センサー

Amazonで販売している数あるCO2センサーのうち独断と偏見で使い易そうなセンサーをピックアップしてみました。

2.1 安い

この値段でCO2センサーが購入できるのは驚きです。TVOC(総揮発性有機化合物量)、温湿度も表示しています。

精度については良くないと、但し書きでも書いてあります。

実際の文言は「本製品のセンサーは環境の影響を受けやすく、データが若干変動する場合があります。」

2.2 スタイリッシュ

国産品です。温湿度も同時に表示されます。

二酸化炭素濃度により、数値と表示色が変わります。

2.3 高級感、PCへのデータアップロード可

換気のタイミングをお知らせするアラート機能付。温湿度計、時計付き。

過去7日間のCO2カラーヒストグラムとカラー温度/湿度データグラフを表示し、最大5000の履歴データを保存し、コンピューターに接続して過去7日間のデータのTXTファイルをエクスポートできます。

3.5インチの超大型静電容量式タッチTFTカラースクリーンは、クリアなディスプレイ、簡単な操作、スタイリッシュな外観を備えています。周囲光センサーを装備し、バックライトを自動的にオン/オフすることができます。

以上です。

一覧表も作ってみましたが、似たようなスペックの製品が数多でてきたため、前述の3製品に絞りました。

試験で使う場合は、Wi-Fi機能付きのものが便利かもしれませんが、精度も問題となるので、計測機カテゴリのものを購入した方が良いと思います。

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