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\ begingroup美元

如果地球科学不是问这个问题的正确地方，请江南体育网页版原谅我。

我在《纽约时报》上读到一篇关于增长的文章$ \小\ mathsf{二氧化碳}$大气中的水平:”即使排放量稳定，大气中的碳含量仍在上升(2017年6月26日)

根据这篇文章，这是不够的$ \小\ mathsf{二氧化碳}$监测站的位置让科学家们有了详细的了解$ \小\ mathsf{二氧化碳}$正在被排放/吸收(例如由陆地和海洋)

这让我开始思考，是否有可能设计一种集$ \小\ mathsf{二氧化碳}$传感器(例如太阳能庭院灯)，我们可以从中聚集资源$ \小\ mathsf{二氧化碳}$给科学家的数据?也许有点天真，因为传感器可能不够精确，不足以进行科学研究，如果它是一种消费产品，它们可能会在大都市地区有密集的安装基础，而在农村/海洋地区则较少。

但这并不是这个想法最大的缺陷。不，那是我抬头看的时候$ \小\ mathsf{二氧化碳}$传感器的价格:

二氧化碳传感器- Digikey(点击查看完整尺寸)

我能够从谷歌搜索中找到一些Arduino兼容传感器，低端价格约为50美元，但看看电子分销商，原材料的价格更合理$ \小\ mathsf{二氧化碳}$传感器似乎至少要70美元。

一氧化碳探测器，你被鼓励安装在你的家是便宜得多!

一氧化碳探测器——亚马逊(点击查看完整尺寸)

  1. 怎么可能呢$ \小\ mathsf{二氧化碳}$与一氧化碳探测器相比，传感器如此昂贵?
  2. 这是因为一氧化碳传感器使用的检测方法不能准确测定一氧化碳的PPM吗?
改进这个问题
\ endgroup美元
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  • 2
    \ begingroup美元 探测器不是结构良好的测量设备。测量真正的一氧化碳需要复杂的设备，而不仅仅是家用探测器。你的问题不是关于地球科学的，而是关于传感器/探测器价格江南体育网页版的问题。 \ endgroup美元
    - - - - - -gemecchu芬达加鲁马
    2017年6月26日23:29
  • 6
    \ begingroup美元 我认为这是一个很好的问题，来自于对地球科学的兴趣，但实际上是关于传感器/探测器工程的。江南体育网页版一些具有测量设备背景的地球科学家可能对此有一个很好的答案。 \ endgroup美元
    - - - - - -Communisty
    2017年6月27日6:27
  • 1
    \ begingroup美元 从技术上讲，这个问题不是地球科学的问题。江南体育网页版然而，它与处理当前一些与地球科学有关的问题有关。江南体育网页版一些关于城市空气质量的项目(在科学会议上讨论过)也处理了类似的问题:我们能否在公共交通巴士、市民或自行车上安装小型、坚固且无需维护(且便宜)的设备，以足够的精度测量氮氧化物或PM等空气污染物?目前，答案是否定的。要么仪器不能提供足够的准确性，要么它们太贵或... . \ endgroup美元
    - - - - - -daniel.heydebreck
    2017年6月27日12:59
  • 1
    \ begingroup美元 正如@GFG指出的(但要强调一下):你的第二个问题是对的。检测器应该只给出定性响应(CO高于粗略阈值:YES/NO)，而测量设备应该给出CO浓度的定量输出，这两者之间是有区别的。 \ endgroup美元
    - - - - - -daniel.heydebreck
    2017年6月27日13:03
  • 4
    \ begingroup美元 我怀疑CO探测器比CO2探测器便宜的主要原因仅仅是数百万人安装了它们，从而实现了大规模生产和规模经济。此外，它们不需要那么精确，只要在浓度超过某个最小阈值时发出警报就可以了。 \ endgroup美元
    - - - - - -jamesqf
    2017年6月28日4:53

4答案4

重置为默认值
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\ begingroup美元

一氧化碳(CO)，天然气和碳氢化合物，挥发性有机化合物，氨等。

在这个化学SE答案和这个电子SE问题我讨论了MOS气体传感器家族是如何工作的。它们可以测量各种不同的气体，这些气体可以与氧原子(O)而不是氧原子(O)反应$ \小\ mathsf{成分}$）.

我将引用这个问题：

…基于半导体材料的烧结复合材料$ \小\ mathsf {SnO_2} $也就是金属氧化物。不同的传感器具有不同的外加剂和工作条件，以实现对不同气体的不同灵敏度。

mos型气体传感器的工作原理在Figaro传感器的工作原理;金属氧化物半导体类型。

Figaro的链接在下面的GIF中展示了操作原理:

在这里输入图像描述GIF(来源:费加罗）

当$ \小\ mathsf {SnO_2} $当被(通常是5V但并非总是)加热器加热时，空气中的氧气会在表面解离，氧离子会粘附在表面，耗尽半导体并切断电流。当含碳气体(如:$ \小\ mathsf{有限公司}$或$ \小\ mathsf {C_xH_y} $(但不$ \小\ mathsf{二氧化碳}$)出现时，它会与吸附的氧气结合，并将其从表面移除。气体越多，吸附氧的平衡浓度越低，通过半导体的电流越高。

二氧化碳($ \小\ mathsf{二氧化碳}$）

的$ \小\ mathsf{二氧化碳}$传感器的工作原理完全不同，因为$ \小\ mathsf{二氧化碳}$是完全氧化的碳，它不会与氧原子进一步反应。

相反,$ \小\ mathsf{二氧化碳}$传感器要么是固体电解质化学电池，如MG-811或更新的版本(见这个问题)或者他们是非色散红外光传感器基于对一定波长的红外光的光学吸收，利用热灯丝或其他光源产生红外线，并用窄多层滤光片选择其中一条强吸收谱线$ \小\ mathsf{二氧化碳}$。越$ \小\ mathsf{二氧化碳}$，则传感器光路中光的透射量减少越多。

完善这个答案
\ endgroup美元
    3.
    \ begingroup美元

    我认为答案的核心应该在于评论中已经陈述的内容。这些探测器不是科学仪器。监测空气质素更复杂的分析器用来测量气体的浓度。链接中的示例工作在气体过滤器(充满CO)的基础上，它也可以用于$ \小\ mathsf{二氧化碳}$如果你把过滤器装满这种气体。像这样的分析仪可以花费大约2万美元(基于我国货币价格的粗略估计)。

    这是与地球科学SE相关的，关于价格的问题应该在另一个网站江南体育网页版上问。

    完善这个答案
    \ endgroup美元
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    • \ begingroup美元 我还想知道是什么使得科学和更精确的仪器与简单的商业仪器相比如此昂贵(零件，工作原理/复杂性，大规模生产……)吗?)考虑到二氧化碳分析仪在地球科学中的特殊用途，这可能与工程SE一样相关。江南体育网页版 \ endgroup美元
      - - - - - -Communisty
      2017年6月29日11:56
    • \ begingroup美元 比较一下普通的现成一氧化碳探测器，以及它是如何与莫纳罗亚岛的基林曲线等地方使用的设备和做法是值得的:scrippsco2.ucsd.edu/assets/publications/..。莫纳罗亚山之所以被使用，是因为它与附近的短暂二氧化碳源隔绝，比如高峰时段的交通或日益增长/衰败的农业，而且有人在现场监测情况。 \ endgroup美元
      - - - - - -jeffronicus
      2017年6月29日20:57
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    \ begingroup美元

    首先，您需要区分探测器和传感器，而第一个只显示一些气体存在，第二个必须显示气体的量。

    通常一个传感器需要校准，你必须给出两个不同浓度的点，这并不容易，你需要一个已知的浓度来源。这也意味着传感器需要更多的电子设备来实现人机交互。
    探测器只需要触发警报就行了。

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    \ endgroup美元
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      \ begingroup美元

      在我发现的Arduino兼容传感器中，来自中国的CO、甲烷和其他常见原始传感器的价格低至1美元。最便宜的$ \小\ mathsf{二氧化碳}$我发现传感器(同样来自中国)大约35美元。否则，原始传感器组件约为100美元。原始传感器和科学仪器之间唯一真正的区别是，仪器显然是经过认证和校准的成品单位，例如，原始盖革管(5美元)与经过校准和认证的盖革计数器(300美元)。我有几个DIY的盖革计数器(35美元)和校准的盖革计数器仪器。

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      \ endgroup美元
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