空気質センサ

空気質センサは、空気中の汚染物質を検出するための装置です。これには、人間の健康に有害な可能性のある微粒子、汚染物質、有害ガスが含まれます。これらは大気質監視、産業ガス検出、燃焼制御装置、航空機の酸素発生器などの用途で使用されています。揮発性有機化合物(VOC)センサは、揮発性化学物質や臭気汚染物質を検出できるものがあります。

空気中の粒子状物質を検出する一般的な装置として、家庭用火災報知器があります。煙はイオン化検知器と光電検知器の2種類のセンサを用いて検出されます。イオン化センサは、小型放射性源(アメリシウム-241)を用いて一定の速度でアルファ粒子を生成することで動作します。煙粒子がイオン化チャンバーに入り、電極間の微小な漏れ電流を遮断します。これが検知され、警報が鳴ります。

ダストセンサは大気質モニタリングに利用可能です。これらは赤外線ダイオードとフォトトランジスタのペアを用いて、ほこり粒子からの反射光を検出することで動作します。これらは非常に効果的なタバコ煙探知機であり、反射エネルギーのパターンを利用して煙と家のほこりを区別できます。これらは空気清浄機、エアコン、モニターに含まれています。

CO₂ガスセンサは、さまざまなppm検出範囲のもので入手可能です。非分散赤外線(NDIR)を利用してガスの存在を検出します。CO₂分子は特定の波長の光を吸収し、これをセンサで検出します。暖房・換気システム(HVAC)は、これらを使って需要制御換気(DCV)を提供します。

メタンガスセンサは、産業で使用される空気質センサのもう一つの例です。これらはまた、LPG、アルコールの蒸気、水素の検出にも使われます。センサは、アルミナ管と二酸化錫センサ、電極、加熱素子からなる特殊回路で構成され、センサを校正温度に保つためのものです。同様のセンサはアルコール呼気検査や一酸化炭素の有無検査にも使われます。

酸素センサは、密閉管の端にあるジルコニア酸化物ディスクを加熱します。700°Cまで加熱すると、片方のディスクが「化学ポンプ」として機能し、チューブ内の圧力変化にかかる時間が、環境の部分酸素圧を示します。これらのセンサはウォームアップ時間と応答時間があり、測定間で熱を循環させることができます。

多くのセンサは異なるガスの範囲に選択的ではありません。このため、未知の化合物の組み合わせによって引き起こされる誤った測定値や誤報がしばしば発生します。