NDIR-Sensor: So funktioniert die CO₂-Messung mit Infrarot | Elektrotechnik Schabus

NDIR-Sensor: So funktioniert die CO₂-Messung mit Infrarot | Elektrotechnik Schabus

Funktionsweise NDIR-Sensor

đŸ›°ïž Wie funktioniert ein NDIR-Sensor?

Technik fĂŒr Interessierte – die CO₂-Messung mit Infrarot

Ein NDIR-Sensor (nichtdispersiver Infrarotsensor) ist eine prĂ€zise und zuverlĂ€ssige Technologie zur Messung von Gasen wie CO₂. Er wird hĂ€ufig in GaswarngerĂ€ten von Elektrotechnik Schabus eingesetzt und arbeitet nach dem Prinzip der infraroten Lichtabsorption.

🔧 Aufbau und Funktion eines NDIR-Sensors

Der Sensor besteht aus drei wesentlichen Komponenten:

  • IR-Diode als Lichtquelle
  • Optischer WellenlĂ€ngenfilter
  • IR-Detektor

Die Umgebungsluft gelangt durch eine Membran in eine Messkammer. Dort trifft das Infrarotlicht auf die GasmolekĂŒle. Jedes Gas absorbiert Licht in einem ganz bestimmten Bereich des infraroten Spektrums. Der Filter lĂ€sst nur die fĂŒr das Zielgas relevante WellenlĂ€nge durch – beim CO₂-Sensor also den typischen Absorptionsbereich fĂŒr Kohlendioxid.

Infografik: Funktionsweise eines NDIR-Sensors zur CO₂-Messung (Aufbau, Absorption, Signalverarbeitung, Alarmstufen im GerĂ€t GX-A1).
So misst ein NDIR-Sensor CO₂: Aufbau, Signalverarbeitung und Alarmfunktionen – wie in GaswarngerĂ€ten von Elektrotechnik Schabus. (KI-generiert)

⚖ Vergleichsmessung fĂŒr höhere Genauigkeit

Ein zweites, mit reiner Luft gefĂŒlltes Referenzvolumen dient dem Vergleich. Die Infrarotmessung erfolgt abwechselnd in beiden Kammern – mit etwa 1 Hz Pulsfrequenz. So lassen sich Ă€ußere EinflĂŒsse wie Temperaturschwankungen weitgehend kompensieren, da der Unterschied der beiden Messwerte ausgewertet wird.

📈 Signalverarbeitung und Ausgabe

Ein Mikrocontroller wandelt die minimalen Detektorströme in Spannung und dann in digitale Signale um. Ein interner Algorithmus prĂŒft die SignalqualitĂ€t, filtert Störungen und glĂ€ttet starke Schwankungen.

Das Ergebnis: Eine CO₂-Konzentration in ppm (parts per million), die als pulsbreitenmoduliertes Dauersignal ausgegeben wird. Nach analoger GlĂ€ttung ergibt sich z. B.:

  • 0,4 Volt = ca. 400 ppm CO₂ (Frischluftwert)

🔔 Anzeige und Alarmierung im GerĂ€t GX-A1

Im GaswarngerĂ€t GX-A1 von Elektrotechnik Schabus wird dieses Signal im Display angezeigt. Aufgrund eines zusĂ€tzlichen Filters zur Vermeidung von Fehlalarmen kann der Wert zwischen 0,2 und 0,6 Volt schwanken – das entspricht 200 bis 600 ppm CO₂.

Ab bestimmten Schwellen löst das GerÀt automatisch Alarm aus:

  • 2,0 Volt (ca. 2000 ppm): Voralarm
  • 2,5 Volt (ca. 2500 ppm): Hauptalarm mit Relais und akustischem Signal

Diese Werte liegen deutlich unterhalb der gesundheitlich bedenklichen Grenzwerte – die MAK (maximale Arbeitsplatzkonzentration) fĂŒr CO₂ liegt z. B. bei 5000 ppm fĂŒr eine 8-Stunden-Exposition.

✅ Fazit: FrĂŒhwarnsystem statt Labormessung

GaswarngerĂ€te von Elektrotechnik Schabus sind keine prĂ€zisen MessgerĂ€te, sondern verlĂ€ssliche FrĂŒhwarnsysteme, die eine CO₂-Konzentration anzeigen und rechtzeitig warnen, bevor gesundheitliche Risiken entstehen.