Sensori di CO2: cosa guida l’evoluzione?

I sensori di CO2 sono sempre più richiesti per il monitoraggio indoor negli edifici perché la concentrazione di CO2 è un perfetto indicatore per il ricambio dell’aria, utile a garantire salubrità degli ambienti e minor consumi energetici.

Le persone che respirano all’interno di una stanza emettono infatti anidride carbonica (CO2) portando ad un graduale aumento della concentrazione di CO2, che sarà tanto più elevata quanto più l’aria è esausta e potenzialmente infetta. Il ricambio d’aria è quindi un efficace strumento di prevenzione contro la diffusione indoor del COVID e altri virus, perché diluisce l’aria ed abbatte il rischio di contagio, ma al tempo stesso conduce a dispersioni di calore (o aria fresca) generando uno spreco energetico.

Attraverso la misura di CO2 è possibile attivare il ricambio dell’aria solo se vengono superate “le soglie” stabilite dalle direttive, rendendo efficace ed efficiente questo prezioso strumento di prevenzione.

L’aumento della richiesta di dispositivi per il monitoraggio della CO2 indoor in numerose varianti di installazione, tra cui wireless, ha guidato i costruttori di sensori verso lo sviluppo di sensori sempre più piccoli e con consumi energetici molto bassi, senza però rinunciare alle prestazioni di misura.

Lo stato dell’arte

La tecnologia per misurare la concentrazione di CO2 maggiormente diffusa è nota come infrarosso non dispersivo (NDIR – Non Dispersive InfraRed). Questa tipologia di sensori è largamente apprezzata perché precisa e selettiva, quindi non risente della presenza di altri gas o inquinanti nell’aria, e soprattutto garantisce performance costanti nel lungo termine: oltre 10 anni.

La tecnologia NDIR è considerata il “riferimento di mercato” per la misura di CO2 indoor per 3 punti di forza che possiamo qui riassumere:

• Selettività di misura
• Elevata accuratezza
• Stabilità di lungo termine

L’esigenza degli OEM di dispositivi:

I sensori con tecnologia NDIR hanno però tre importanti limiti che scoraggiavano la “diffusione capillare” di questi sensori in tutti gli ambienti indoor:

• I sensori NDIR integrano una camera ottica di misura che, seppure piccola, non è comparabile ai comuni componenti elettronici.
• Il consumo elettrico delle ottiche ad infrarossi risultava elevato per chi intende realizzare dispositivi wireless con operatività di almeno tre anni senza sostituzione delle batterie.
• Il costo unitario di questi sensori spesso non concilia le aspettative del mercato consumer, tipicamente molto sensibile al prezzo

Per queste tre ragioni i più importanti costruttori di sensori per la misura di CO2, tra cui Sensirion e SenseAir, hanno investito nella realizzazione di nuove tecnologie per realizzare sensori di CO2 sempre più compatti, con consumi elettrici ridotti e costi ulteriormente convenienti.

SCD40 – Tecnologia rivoluzionaria

Il sensore di CO2 più rivoluzionario degli ultimi anni è sicuramente SCD40 di Sensirion perché unisce ragguardevoli performance di misura con dimensioni molto compatte, nonché una convenienza di prezzo mai vista prima.

La tecnologia fotoacustica (PAS) sviluppata da Sensirion rappresenta una vera svolta perché garantisce i principali benefici della tecnologia NDIR, tra cui elevata selettività e stabilità nel lungo termine, in un package talmente piccolo da essere facilmente integrato anche in dispositivi di piccole dimensioni.

L’integrazione di un sensore di umidità e temperatura, dedicato alla compensazione termica on-board, rappresenta inoltre un vantaggio non trascurabile per la precisione di misura.

Seppure l’accuratezza di misura possa sembrare leggermente penalizzata nel modello SCD40, i modelli SCD41 e SCD42 offrono maggiore accuratezza di misura per soddisfare anche le direttive più esigenti in ambito di Indoor Air Quality e prevenzione da COVID.

3 punti di forza di SCD4x

• Misura selettiva e stabile nel tempo
• Dimensioni ultra-compatte
• Adatto a tirature di massa

SCD40 si dimostra inoltre adatto a produzioni di alte tirature perché, al pari dei più comuni componenti elettronici, è realizzato con package SMD adatto all’assemblaggio automatico mediante Pick & Place, rendendo ulteriormente conveniente ed affidabile la produzione elettronica.

SenseAir – NDIR Ultra low-power

Sensair è tra principali produttori di sensori per la misura di CO2 basati sulla tecnologia dell’infrarosso non dispersivo.

I suoi sensori sono riconosciuti a livello globale sia le performance di misura che per i bassissimi consumi elettrici, ideali per la realizzazione di dispositivi a batteria.

Nel corso degli ultimi anni SenseAir ha messo a punto nuove tecnologie ottiche NDIR allo stato solido che hanno consentito la realizzazione di sensori ulteriormente piccoli e ultra low-power, pur garantendo la migliore accuratezza di misura possibile.

Sunrise è il primo sensore di questa generazione e unisce, a queste impareggiabili performance, anche un costo particolarmente conveniente e adatto a produzioni su larga scala.

3 punti di forza di Sunrise

• Prestazioni di misura
• Dimensioni compatte
• Ultra low-power

Entro poche settimane verrà inoltre ufficializzato il lancio del nuovo sensore Sunlight, con consumi ulteriormente ridotti e prezzo conveniente.

La nostra esperienza

Repcom offre una vasta gamma di sensori per la misura di CO2 e vanta numerosi anni di esperienza nel supporto a progetti OEM, consigliando la scelta del sensore più adatto ad ogni specifica applicazione e suggerendo la migliore industrializzazione. Contattaci per richiedere una consulenza specifica per il tuo progetto.

Documentazione tecnica:

SCD4x – clicca qui per scaricare il datasheet

SUNRISE – clicca qui per scaricare il datasheet