二酸化炭素センサー

二酸化炭素センサーまたはCO 2_センサーは、二酸化炭素ガスを測定するための機器です。CO ₂センサーの最も一般的な原理は、赤外線ガスセンサー（ NDIR ）と化学ガスセンサーです。二酸化炭素の測定は、室内空気質の監視、^[1]カプノグラフ装置の形での肺の機能、および多くの産業プロセスにおいて重要です。

非分散赤外線（NDIR）CO₂センサー

NDIRセンサーは、ガス環境中のCO2をその特性吸収によって検出する分光センサーです。主な構成要素は、赤外線源、光管、干渉（波長）フィルター、および赤外線検出器です_。ガスは光管に送り込まれるか拡散し、電子機器が光の特性波長の吸収を測定します。NDIRセンサーは、二酸化炭素の測定に最もよく使用されます。^{[2]これらのうち最も優れたものは、20～50}PPMの感度を備えています。^[2]一般的なNDIRセンサーの価格は（米国）100～1000ドルの範囲です。

NDIR CO2_{センサーは、飲料の炭酸化、医薬品の発酵、}CO2 隔離などの用途で溶解_CO2にも使用されます。この場合、センサーはATR（減衰全反射）光学系と結合され、その場でガスを測定します。新しい開発には、このセンサーのコストを下げ、より小型のデバイス（たとえば空調用途）を作成するために、マイクロエレクトロメカニカルシステム（MEMS）IRソースを使用することが含ま_れます。 [ 3 ^]

異物ガスの量がわずかであれば、別の方法（ヘンリーの法則）を使用して液体に溶解した CO2 の量を測定することもできます。_[さらに^{説明が必要]}

光音響センサー

CO _2は光音響分光法で測定できます。CO ₂の濃度は、 CO ₂の吸収波長に特別に調整された電磁エネルギーパルス（分布帰還型レーザー^[4]など）をサンプルに当てることで測定できます。エネルギーパルスごとに、サンプル内のCO _2分子が光音響効果によって圧力波を吸収して生成します。これらの圧力波は音響検出器で検出され、コンピューターまたはマイクロプロセッサーによって使用可能なCO ₂値に変換されます。^[5]

化学CO₂センサー

ポリマーまたはヘテロポリシロキサンをベースとした感応層を備えた化学CO2_ガスセンサーの主な利点は、エネルギー消費が非常に少なく、マイクロエレクトロニクスベースのシステムに収まるようにサイズを縮小できることです。欠点としては、短期および長期のドリフト効果と、全体的な寿命がかなり短いことが、NDIR測定原理と比較した場合の大きな障害です。^[6]ほとんどのCO2_センサーは、工場から出荷される前に完全に校正されています。時間の経過とともに、センサーのゼロポイントを校正して、センサーの長期安定性を維持する必要があります。^[7]

推定CO₂センサー

オフィスやジムなど、人間の呼吸が主な_{CO2発生源となる屋内環境では、}揮発性有機化合物（VOC）や水素ガス（H ₂ ）の濃度など、測定しやすい量を再スケーリングすることで、換気や占有の目的で実際の CO2 濃度を十分に推定することができます。_[要^出典^]^{さらに、換気は呼吸器系}ウイルスの拡散の要因であるため、^[8] CO2レベルはCOVID-19リスクの_大まかな指標です。換気が悪いほどウイルスにとっては良く、逆もまた同様です。^{[9]これらの物質のセンサーは、安価な（約20ドル）}微小電気機械システム（MEMS）金属酸化物半導体（MOS）技術を使用して作成できます。それらが生成する読み取り値は、推定_CO2（eCO ₂）^[10]または CO2_当量（CO ₂ eq）と呼ばれます。^[11]長期的には測定値は十分に良好である傾向がありますが、果物の皮むきや香水の使用など、呼吸以外のVOCや_CO2の発生源を導入すると、信頼性が損なわれます。水素_{ベースのセンサーは人間の呼吸に特化しているため、影響を受けにくいですが、}水素呼気検査で診断するように設定されている健康状態自体もセンサーを妨害します。^[11]

アプリケーション

例:
- 修正雰囲気
- 室内空気質
- 密航者検出
- 地下室とガソリンスタンド
- 船舶
- 温室
- 埋立地ガス
- 閉鎖空間
- 航空宇宙
- 健康管理
- 園芸
- 交通機関
- 極低温工学
- 換気管理
- 鉱業
- リブリーザー（スキューバ）
- カフェイン抜き
屋内の人の占有数を計測するため^[12]^[13]
HVACアプリケーションでは、 _CO2センサーを使用して、空気の質と新鮮な空気の必要性をそれぞれ監視することができます。CO2レベルを測定することで、間接的に室内に何人の人がいるかを判断し、それに応じて換気を調整することができます。需要制御換気（DCV）_を参照してください。^[14]

参照

参考文献

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非分散赤外線（NDIR）CO2センサー