自動控制的CO2培養(yǎng)箱目前主要有三種形式的傳感器:熱導(dǎo)(TC)、紅外線(TR)、超聲波。
熱導(dǎo)(TC)是通過電阻值的變化檢測CO2濃度。傳感器中固定有兩根表面有防腐層的電阻絲,阻值相同,一根密封,一根外漏。兩根電阻絲作為電橋的兩個臂,加入CO2后,引起漏出的電阻絲阻值變化,電橋平衡被破壞。根據(jù)信號大小的變化,測量CO2濃度。?熱導(dǎo)傳感器簡單,成本低,線性較好,用的多。缺點是反應(yīng)慢(因此只能慢慢加氣),會腐蝕,容易零位漂移,所以一般儀器使用說明書上都要求使用2-6個月要做零點校正。否則會產(chǎn)生的誤差。
紅外線(TR)傳感器是用紅外線為介質(zhì)即通過CO2氣體對紅外線的吸收來測定CO2濃度。其線性好,靈敏度高,可以測到0-20ppm?,?結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,價格比較貴,廣泛用于對空氣、溫室CO2的測量。但在CO2培養(yǎng)箱上使用不多,因為培養(yǎng)室內(nèi)溫度高,濕度大,傳感器本身不能放入培養(yǎng)室,要用氣泵從培養(yǎng)室將氣抽出來,通過加溫或制冷,使水氣不凝結(jié),檢測后再送回培養(yǎng)室。傳感器內(nèi)還裝有同步電機(jī),因此運動部件多,線路復(fù)雜,影響使用壽命。
超聲波傳感器是以超聲波作為檢測手段來檢測CO2濃度。超聲波通過不同介質(zhì)時傳播的速度是不同的,超聲波通過空氣時是334M/分鐘,通過CO2時是274.6M/分鐘,利用這種差別檢測CO2濃度的變化。超聲波傳感器沒有運動部件,高濕度不受影響,使用壽命長,國內(nèi)有少量生產(chǎn)。
上述三種形式都能對CO2濃度檢測,各有其優(yōu)缺點。要實現(xiàn)自動控制,能檢測CO2濃度,檢測的結(jié)果對比設(shè)定值再進(jìn)行補(bǔ)充,使其維持在設(shè)定范圍,在控制形式上是一個閉環(huán)。這三種形式的CO2培養(yǎng)箱精度高,穩(wěn)定性好,省氣,現(xiàn)代實驗室應(yīng)該選擇自動控制的CO2培養(yǎng)箱。
還有一種配氣式的CO2培養(yǎng)箱,是早期傳感器技術(shù)落后時的產(chǎn)物。配氣式的CO2培養(yǎng)箱使用兩支玻璃管流量計,不停的對培養(yǎng)室充氣,的時間后培養(yǎng)室CO2濃度就接近流量計的配氣比例,箱內(nèi)CO2濃度不能檢測、顯示、反饋,在控制形式上是一個開環(huán)。因溫度和CO2氣的壓力變化,流量計要隨時人工調(diào)節(jié),又稱手動式。這種形式的CO2培養(yǎng)箱精度低,穩(wěn)定性差,耗氣大,恢復(fù)慢,但價格比較便宜,適合短時間培養(yǎng)