تصنيف مستشعرات ثاني أكسيد الكربون (CO2)
توجد أنواع مختلفة في تصنيف مستشعرات ثاني أكسيد الكربون (CO2)، وفهم أنواع مستشعرات CO2 يساعد في مرحلة الاختيار. بشكل عام، يمكن تصنيف مستشعرات CO2 بناءً على مبادئ عملها إلى مستشعرات كهروكيميائية، وبالأشعة تحت الحمراء، وصوتية ضوئية. تم شرح مبادئ العمل والخصائص العامة لكل نوع في الجدول أدناه:
| نوع المستشعر | المبدأ | الخصائص العامة |
| المستشعر الكهروكيميائي | يحول تركيز ثاني أكسيد الكربون (CO2) إلى إشارة كهربائية من خلال تفاعلات كهروكيميائية |
|
| مستشعر الأشعة تحت الحمراء | يقيس تركيز CO2 من خلال اكتشاف امتصاص جزيئات ثاني أكسيد الكربون (CO2) لأطوال موجية معينة من ضوء الأشعة تحت الحمراء | مستشعر الأشعة تحت الحمراء غير المشتتة (NDIR):
|
مستشعر الأشعة تحت الحمراء المشتتة:
| ||
| المستشعر الصوتي الضوئي | يقيس تركيز CO2 من خلال اكتشاف امتصاص جزيئات CO2 للضوء عند أطوال موجية معينة أو التفاعل بين جزيئات CO2 والاهتزازات أو الموجات الصوتية. |
|
أفضل مستشعرات ثاني أكسيد الكربون (CO2) للبيوت المحمية
في اختيار أفضل مستشعرات ثاني أكسيد الكربون (CO2) للبيوت المحمية، تلعب عوامل مثل المساحة، والنباتات المزروعة، ومواد البناء دوراً مؤثراً، ويمكن الاختيار وفقاً للوضع الفعلي. تم شرح ذلك بالتفصيل في الجدول أدناه.
عامل البيت المحمي | عوامل هامة | اختيار مستشعر ثاني أكسيد الكربون (CO2) | |
المساحة | مساحة صغيرة (تغطي مساحة <100 متر مربع) | نطاق القياس، الدقة | مستشعر NDIR |
مساحة متوسطة (تغطي مساحة 100-1000 متر مربع) | نطاق القياس، الدقة | مستشعر NDIR أو مستشعر كهروكيميائي | |
مساحة واسعة (تغطي مساحة >1000 متر مربع) | نطاق القياس، الدقة، استهلاك الطاقة، السعر | مستشعر كهروكيميائي أو مستشعر الأشعة تحت الحمراء المشتتة | |
النباتات المزروعة | النباتات ذات الاحتياجات العالية لثاني أكسيد الكربون (CO2) (مثل الطماطم والخيار والفلفل وغيرها من نباتات وخضروات C3) | نطاق القياس، الدقة، استهلاك الطاقة | مستشعر NDIR |
النباتات ذات الاحتياجات المنخفضة لثاني أكسيد الكربون (CO2) (مثل نباتات C4 وبعض النباتات المتحملة للظل) | نطاق القياس، الاستقرار | مستشعر NDIR أو مستشعر كهروكيميائي | |
مواد البناء | المواد ذات الأداء الجيد في الاحتفاظ بثاني أكسيد الكربون (CO2) (الزجاج المزدوج أو متعدد الطبقات، ألواح البولي كربونات، فيلم البولي إيثيلين) | الاستقرار، الدقة | مستشعر NDIR |
المواد ذات الفقد الكبير في CO2 (الزجاج أحادي الطبقة، الفيلم البلاستيكي الشفاف، المواد المعدنية) | الدقة، وقت الاستجابة | مستشعر NDIR أو مستشعر كهروكيميائي | |
نظام التهوية | نظام جيد التهوية (تهوية كافية، توزيع هواء متساوٍ، قابلية جيدة للتحكم) | وقت الاستجابة، الاستقرار، الدقة | مستشعر NDIR أو مستشعر كهروكيميائي |
نظام تهوية ضعيف (تهوية غير كافية، توزيع غير متساوٍ للهواء، نقص المرونة في التحكم) | نطاق القياس، الدقة | مستشعر NDIR أو مستشعر الأشعة تحت الحمراء المشتتة | |
نظام الإضاءة | استخدام المزيد من مصادر الضوء الاصطناعي | وقت الاستجابة | مستشعر NDIR أو مستشعر كهروكيميائي |
الإضاءة الطبيعية بشكل أساسي | الاستقرار | مستشعر NDIR أو مستشعر الأشعة تحت الحمراء المشتتة | |
نظام التحكم | يستخدم مع نظام تحكم أوتوماتيكي | الدقة، وقت الاستجابة، الاستقرار | مستشعر NDIR أو مستشعر كهروكيميائي |
لا يوجد نظام تحكم أوتوماتيكي | الدقة، الاستقرار | مستشعر NDIR أو مستشعر الأشعة تحت الحمراء المشتتة | |
الموقع | بيئة داخلية | الدقة، وقت الاستجابة | مستشعر صوتي ضوئي، أو مستشعر الأشعة تحت الحمراء، أو مستشعر كهروكيميائي |
بيئة خارجية | الدقة، وقت الاستجابة، الاستقرار، استهلاك الطاقة | مستشعر الأشعة تحت الحمراء أو مستشعر كهروكيميائي | |
بينما تعد المستشعرات الصوتية الضوئية مناسبة نسبياً للبيئات الداخلية في البيوت المحمية، تعتمد المستشعرات الكهروكيميائية على عوامل أخرى معينة. من بين أنواع مستشعرات الأشعة تحت الحمراء، تعد مستشعرات NDIR لثاني أكسيد الكربون (CO2) نوعاً شائع الاستخدام ومتعدد الاستخدامات. يرمز NDIR إلى محلل غاز الأشعة تحت الحمراء غير المشتتة، والذي يستخدم خصائص امتصاص ضوء الأشعة تحت الحمراء لقياس تركيز الغاز. يتكون عادةً من مصدر ضوء يعمل بالأشعة تحت الحمراء، وغرفة عينة، وكاشف، ودائرة معالجة الإشارات. يمكن لهذا المستشعر قياس تركيز CO2 بسرعة ودقة دون التأثر بالغازات الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يتميز باستهلاك منخفض للطاقة، واستقرار طويل الأمد، ومناسب للمراقبة طويلة الأمد في بيئات البيوت المحمية.
تركيب مستشعرات ثاني أكسيد الكربون (CO2) في البيوت المحمية
عند تركيب مستشعرات ثاني أكسيد الكربون (CO2) في البيوت المحمية، وبعد اختيار المستشعر المناسب، يلزم التركيب والتوزيع المناسبين لمراقبة تركيز CO2 بشكل فعال داخل البيت المحمي. يضمن التركيب والتوزيع الصحيحان دقة واستقرار المستشعر، مما يتيح جمع البيانات والتحكم الدقيق في نظام البيت المحمي الذكي. يمكن اتباع الخطوات التالية في التركيب:
- تحديد موقع المستشعر
يجب وضع المستشعر في المنطقة الأكثر تمثيلاً داخل البيت المحمي، عادةً على الجدران أو السقف عند مستوى ارتفاع نمو النباتات. وهذا يضمن قياس تركيز CO2 حول النباتات. يجب تجنب وضع المستشعر بالقرب من قنوات التهوية، أو أنابيب العادم، أو المناطق ذات النشاط البشري المرتفع لتجنب التداخل الناجم عن الهواء الخارجي النقي الذي قد يؤدي إلى بيانات غير صحيحة داخل البيت المحمي.
- تركيب المستشعر
قبل تركيب المستشعر، يجب التأكد من أن موقع التركيب مستوٍ وأن البراغي وأنابيب التمدد وغيرها من المواد تلبي متطلبات السلامة. بالإضافة إلى ذلك، قد تحتاج بعض المستشعرات إلى التوصيل بمصدر طاقة أو أجهزة أخرى. يجب اتباع الإرشادات المقدمة من الشركة المصنعة للمستشعر لضمان صحة التوصيلات أثناء التركيب.
- تركيب وحدة التحكم
قم بتوصيل المستشعر بجامع بيانات نظام المراقبة لقراءة ونقل بيانات تركيز CO2. قد تختلف طريقة التوصيل حسب نوع المستشعر؛ لذلك، يجب اتباع تعليمات المستشعر للإرشاد.
- ضبط المستشعر
لضمان قراءات دقيقة لـ CO2، يجب إجراء المعايرة قبل استخدام المستشعر. تحتوي بعض المستشعرات على ميزة المعايرة التلقائية بينما يتطلب البعض الآخر معايرة يدوية. يجب التحقق من دقة المستشعر ونطاق القياس قبل المعايرة. يجب إجراء عملية المعايرة وفقاً للتعليمات المقدمة من الشركة المصنعة للمستشعر، والتي تتضمن عادةً استخدام برنامجه الخاص.
- ضبط إنذارات المستشعر
بعد تركيب وتوصيل المستشعر، يجب ضبط نظام المراقبة لبدء قراءة بيانات تركيز CO2. عادةً ما تكون العتبات قابلة للتعديل؛ بحيث يصدر النظام تنبيهات أو يضبط مستويات CO2 تلقائياً داخل البيت المحمي عندما يتجاوز تركيز CO2 العتبات المحددة أو ينخفض عنها.
- مراقبة وصيانة المستشعر
بعد تركيب المستشعر، يجب مراقبة نتائج قياس المستشعر بانتظام. لضمان عمله بشكل صحيح، يجب فحص بطاريات المستشعر واستبدالها بانتظام.
يعد إنشاء نظام مراقبة لثاني أكسيد الكربون (CO2) في بيت محمي ذكي واختيار مستشعر ثاني أكسيد الكربون (CO2) المناسب أمراً بالغ الأهمية لمراقبة تركيز CO2 ودعم نمو النبات. عند اختيار مستشعر CO2، يجب مراعاة عوامل مثل نطاق القياس، والدقة، ووقت الاستجابة، والاستقرار، والسعر، واستهلاك الطاقة. بينما يوصى باستخدام مستشعرات CO2 من نوع NDIR (الأشعة تحت الحمراء غير المشتتة) متعددة الاستخدامات في سيناريوهات البيت المحمي، يمكن أيضاً التفكير في المستشعرات الصوتية الضوئية للبيوت المحمية الداخلية. يلزم التركيب والتوزيع الصحيحان للوصول إلى نتائج المراقبة المثلى في مستشعر CO2 المناسب.
