温室大棚内二氧化碳浓度监测与红外传感器设计

本资源主要讨论的是"基于温室大棚的CO2浓度传感器设计"。温室作为一个封闭环境，作物在其中的2 CO（二氧化碳）浓度受到光合作用和呼吸作用的影响呈现出显著的日间和夜间变化。白天，植物光合作用消耗CO2，导致室内浓度降低；夜晚，植物呼吸作用释放CO2，浓度上升。为了精确管理温室环境，设计了一种红外吸收型CO2传感器，用于实时监测温室内的CO2浓度。 该传感器的工作原理基于气体的红外吸收特性。由于不同气体分子对红外辐射具有特定的吸收特性，通过照射不同波长的红外辐射，如果特定波长被样本物质选择性吸收，就会观察到对应的吸收光谱。这种光谱可以作为识别气体种类和浓度的依据。利用比尔-朗伯定律，即光强度与气体浓度呈线性关系，传感器通过测量输入光强度与输出光强度的变化，计算出气体浓度。 具体设计中，红外二氧化碳传感器探头包含红外光源，其结构如图1所示。工作时，光源发射的红外辐射经过样品气体，部分被吸收，剩下的光强度被探测器接收并转化为电信号。通过电子电路处理这些信号，进而计算出CO2的浓度，这对于温室环境的调控，如自动通风系统、光照强度控制等具有重要意义。 通过设定室内空气的CO2目标浓度、室外空气的CO2浓度、换气次数以及净光合作用强度，可以进一步优化传感器的响应和温室的气体环境管理。这种技术的应用对于提高农作物产量、节能减排和实现精准农业具有实际价值。