Gassensor-Array

Das Gassensor-Array ist eine Komponente für Innenraum-Luftqualitätsüberwachungssysteme, wie den Smart Home Air Quality Monitor. Es integriert mehrere Gassensoren, um gleichzeitig Konzentrationen verschiedener Gase zu erkennen und zu quantifizieren, darunter Kohlendioxid (CO₂), flüchtige organische Verbindungen (VOCs), Kohlenmonoxid (CO) und andere Schadstoffe. Dieses Array liefert umfassende Luftqualitätsdaten für Wohnanwendungen.

Das Array verwendet verschiedene Detektionstechnologien wie elektrochemische, Metalloxid-Halbleiter- und Infrarotsensoren, die jeweils auf spezifische Gase reagieren. Signale aller Sensoren werden gesammelt und über integrierte Schaltungen verarbeitet, dann als digitale oder analoge Daten an die Hauptverarbeitungseinheit des Monitors ausgegeben.

Wichtige Spezifikationen umfassen einen Messbereich von 1–1000 ppm (abhängig vom Zielgas), eine Ansprechzeit (T90) von weniger als 30 Sekunden für die meisten Gase, eine Betriebstemperatur von -10 bis 50 °C und eine Betriebsfeuchtigkeit von 15–90 %RH (nicht kondensierend). Die Versorgungsspannung beträgt 3,3–5 V DC, mit einer Leistungsaufnahme von unter 1,5 W bei 5 V Versorgung. Das Ausgangssignal ist analog, linear, von 0,4 bis 2 V DC. Die Genauigkeit beträgt ±5 %FS bei 25 °C, 50 %RH. Das Gerät hat eine IP-Schutzart von IP54–IP65 gemäß IEC 60529, was staubdicht und wasserresistent bedeutet. Das Gewicht beträgt 50–80 g ohne Kabel, die Abmessungen sind 30×30×15 mm (L×B×H), und der Betriebsdruck liegt bei 80–110 kPa (atmosphärisch).

Verwendete Materialien umfassen Siliziumhalbleiter, Metalloxide, Keramiksubstrate und Goldelektroden. Diese Spezifikationen sind Referenzbereiche; modellspezifische Werte und Normen sind mit dem Hersteller oder Lieferanten zu verifizieren.

Das Gassensor-Array funktioniert durch die Integration mehrerer Gassensoren, die auf verschiedenen Detektionstechnologien wie elektrochemisch, Metalloxid-Halbleiter oder Infrarot basieren. Jeder Sensor reagiert auf spezifische Gase und erzeugt elektrische Signale proportional zur Gaskonzentration. Das Array sammelt diese Signale und verarbeitet sie über integrierte Schaltungen, einschließlich Verstärkung, Filterung und Analog-Digital-Umwandlung. Die verarbeiteten Daten werden dann als digitale oder analoge Signale an die Hauptverarbeitungseinheit des Überwachungssystems ausgegeben. Das Design ermöglicht die gleichzeitige Erkennung mehrerer Gase und liefert umfassende Luftqualitätsinformationen. Kalibrierung und Kompensation für Temperatur und Feuchtigkeit werden typischerweise von der Firmware des Systems übernommen, um die Genauigkeit zu erhalten.