Principi di funzionamento dei sensori di qualità dell’aria

Misurazione della concentrazione di anidride carbonica – principio NDIR

NDIR = Non-Dispersive Infrared, luce infrarossa non dispersiva

Questi sensori funzionano secondo il principio della misurazione dell’attenuazione della radiazione infrarossa (a una lunghezza d’onda specifica) nell’aria. I sensori sono composti da una sorgente di radiazione infrarossa (lampadina), un tubo ottico e un rivelatore infrarosso con il relativo filtro. Il segnale dal rivelatore infrarosso viene poi amplificato e successivamente, tramite ulteriore elettronica, viene valutata l’attenuazione della radiazione causata dalla collisione con l’anidride carbonica. Sulla base di questo si calcola la concentrazione attuale di CO₂ nell’aria. Per semplificare: più CO₂ c’è, maggiore è l’attenuazione della radiazione infrarossa.

I sensori NDIR sono generalmente molto precisi e stabili nel lungo periodo. Il vantaggio è che misurano la concentrazione già a partire da valori nulli e riescono a misurare anche alte concentrazioni di CO₂. Attualmente abbiamo applicato il principio NDIR in tutti i sensori di concentrazione di anidride carbonica. La loro stabilità e durata supera i 10 anni.

Sensori elettrochimici – misurazione di composti organici volatili e umidità

Questi sensori di solito consistono in una cella elettrochimica con elettrolita solido (= soluzioni o fusioni che conducono corrente elettrica). Questa cella viene riscaldata a temperatura di lavoro tramite riscaldamento supplementare. Sulle elettrodi della cella avvengono reazioni chimiche simili a quelle in una cella a combustibile, in cui viene consumato ossigeno e si genera una forza elettromotrice sugli elettrodi della cella. Misurando questa forza elettromotrice tramite elettronica speciale si determina quindi la concentrazione di CO₂ nell’aria. Il principale vantaggio di questi sensori è l’alta sensibilità e l’eccellente selettività verso l’anidride carbonica. Sono generalmente più economici dei sensori NDIR, ma con una durata (circa 2 anni) e precisione significativamente inferiori. Pertanto, ci siamo allontanati da questi sensori. I sensori che funzionano secondo il principio elettrochimico operano a partire da circa 400 ppm, il che, considerando la concentrazione nell’aria esterna, che è intorno ai 360-400 ppm, non è affatto un problema.

Sensori elettroacustici

I sensori elettroacustici funzionano secondo il principio della valutazione delle variazioni di frequenza degli ultrasuoni in un risonatore meccanico. Tramite elettronica si valuta la variazione della frequenza delle onde ultrasoniche e, sulla base della dipendenza della variazione di frequenza dalla concentrazione di CO₂ nell’aria, si determina la concentrazione attuale di CO₂.

Il principale vantaggio di questi sensori è la stabilità a lungo termine senza necessità di ricalibrazione.