二氧化碳浓度是衡量室内空气质量的要害目标。杰出的空气能够让人们不易疲倦，出产率更高，而室内二氧化碳浓度过高则意味着空气质量差，其原因往往是空谐和循环通风缺乏。这会导致健康问题，包含有许多文件证明的病态修建综合症（SBS），其爪牙还包含其他室内有害物质，如纤尘、霉菌、花粉、细菌甚或石棉等。
二氧化碳浓度限值可防备疾病
多年来，受人类活动的影响，温室气体浓度已渐渐升高，环境中的二氧化碳浓度值也随之增加；现在，大气二氧化碳浓度值已打破代表健康新鲜空气的400 ppm（0.04 %）限值。经过杰出的新鲜空气循环通风，能够完成不超越1000 ppm（0.1%）的室内二氧化碳浓度值，这个限值依然被视为可接受的。从科学的视点来讲，以这个值为上限，二氧化碳浓度值关于健康至关重要，由于高于这个限值的二氧化碳浓度将会对健康发生晦气的长时间影响。
高二氧化碳浓度对健康的影响
图内文字：
二氧化碳浓度对健康的影响
空气质量类似于野外
杰出通风
空气质量差引起细微不适，包含头痛和疲倦
高二氧化碳浓度导致头痛、嗜睡和烦闷
或许发生毒性反响或缺氧。日常作业场所露出限值。
缺氧直接形成损伤
哪怕在1000 ppm（0.1 %）至2000 ppm（0.2 %）浓度规模内，空气质量差的影响也是清楚明了的，人们会感到非常疲乏。浓度超出这个水平之后，人们会觉得烦闷，并且呈现头痛、疲倦、注意力不会集和心率加速等现象。因而，卫生组织主张尽或许使室内二氧化碳浓度值坚持在1000 ppm（0.1%）以下。环保署还清晰主张向室内运送野外的新鲜空气，以改进室内空气质量，比如，运用暖通空调体系（供暖、通风、空调）。
许多运用都离不开二氧化碳传感器
运用数量如此之巨大，无怪乎分析师以为，二氧化碳传感器商场的年增加率将到达两位数。二氧化碳传感器可用于监测室内空气，保证住所、校园、办公室和商业修建等完成更好的通风，然后有助于人们会集注意力，进步出产率。小型传感器还适用于生活区以及相应的物联网设备，如数字助理、烟感探测器、路由器、空气净化器或空调体系等，乃至还能够安装到笔记本电脑或显示器中。
能够运用形式识别来确认房间内的人数和他们的日常活动水平。依据这些信息，楼宇自控体系能够优化决议方案，改进空调效果。暖通空调体系有了二氧化碳传感器，能够将能耗下降最多50%，这意味着整栋修建能够完成节能20%至30%。一般体系选用守时形式坚持稳定的空气流通，比如，在作业时段供应继续通风。另一方面，依据实在的二氧化碳浓度测定值来进行操控，则能够依照房间内的实践人数来调理新鲜空气的供应。这将缩短暖通空调体系的日常作业循环，然后节省大笔开支。
此外还有许多其他运用，包含车内二氧化碳监测，以调理驾驶室或整个车内的空气质量。在农业范畴，二氧化碳传感器可用于操控温室中的二氧化碳浓度，以进步产值和节省本钱。传感器也用于医疗运用，包含capnometry，这是一种实时测定患者呼出气二氧化碳含量的办法，在麻醉范畴特别有用。
工业范畴的用例包含在比如干冰库、储罐或地下气源等二氧化碳气源邻近，检测二氧化碳走漏。才智城市能够将二氧化碳排放源与路途车辆密度联系起来，然后完成交通管理。
现在的二氧化碳传感器
现在，非色散红外（NDIR）传感器的运用非常遍及，特别是在楼宇自控范畴。可是，这种传感器体积较大、价格昂贵，因而仅可在有限的规模内运用。这种传感器由红外光源、采样腔、滤光片以及基准和吸收红外探测器等组成，可供应实在、精确的二氧化碳测定值。可是，除单纯考虑漂亮之外，这种传感器并不适用于移动终端、恒温器或起居室内的其他才智居家设备，首要原因是其本钱昂扬并且外形较大难以集成。
现在，商场上还没有哪种与之适当的解决方案能够既供应这样实在且精确的二氧化碳测定值，一起又经济合算。虽然有所谓的eCO2传感器能够检测多种不同的室内污染物，但其功能缺乏以替代NDIR传感器。eCO2传感器并不履行实践丈量；它是运用算法来计算出等效二氧化碳浓度值。这种办法假定二氧化碳浓度首要由房间内的人员形成。因而，它是依据许多假设来进行预算。所以，运用这个eCO2 值，只能依据或许不太精确的信息来调理室内空气质量。
这将导致空调体系能耗过高或许恰恰在需求的时分却不能正常通风。这样一来，空气质量得不到有用改进，用户对运用这种eCO2传感器的产品失掉决心。
依据MEMS的光声光谱
得益于其在MEMS麦克风方面的丰厚经历，经过试验，英飞凌成功地研宣布一种依据光声光谱（PAS）的全新二氧化碳传感器。光声光谱（PAS）是一种物理办法，适用于检测混合物中的气体成分，比如，测定室内空气中的二氧化碳浓度。
依据光声光谱（PAS）的二氧化碳传感器示意图
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红外光源 |
滤光片 |
带分散口的吸收腔 |
麦克风及输出端 |
光声光谱技能的效果原理是气体分子仅吸收特定波长的光；二氧化碳气体分子可吸收的光波长为4.2µm。装备光学滤光片的红外光源快速接连发射波长4.2µm的光脉冲，向气体运送能量。这使得气体样本敏捷加热和冷却，然后发生热胀冷缩。能够运用麦克风录下由此发生的声响，然后进行评价，并就气体的二氧化碳含量得出结论。二氧化碳浓度越高，信号越强。比较于NDIR-CO2 传感器，运用高灵敏度MEMS麦克风作为检测器能够大幅缩小体积。
传感器研制应战
英飞凌推出的这款二氧化碳传感器将光声换能器、检测器、红外光源和光学滤光片等集成到一块印刷电路板上。这种传感器装备了用于板载信号处理的小型单片机、杂乱的算法以及用于操作红外光源的MOSFET。经调制的红外光照射到采样腔内的混合气体上。其间的二氧化碳气体吸收了红外光后变热，采样腔内的气压随之升高，MEMS麦克风能够丈量这样的出气压改变。
研制光声光谱二氧化碳传感器遇到的首要应战之一，是让麦克风的功能发挥到极致，并最大极限地下降体系噪声，也就是说，使MEMS检测器阻隔于外部噪声，然后仅检测到采样腔内二氧化碳分子发生的气压改变。英飞凌先进行了MEMS麦克风呼应建模，然后再制造部分组件的原型来验证建模成果。
英飞凌推出的紧凑式XENSIV™光声光谱二氧化碳传感器
特性和长处
英飞凌推出的全新XENSIV™光声光谱二氧化碳传感器搭载了信噪比为69 dB的IM69D130 XENSIV™ MEMS麦克风。它经专门规划，适用于要求自噪声低、动态规模宽、失真度低、声学过载点高的运用。归功于XENSIV™ IM69D130，这种气体传感器能够丈量出最细微的气压动摇，因而哪怕很少数的气体亦足以精确测定气体浓度。所以，还能够将采样腔规划得很细巧。这款全新传感器不只能够进行真实的二氧化碳丈量，并且比具有平等功能参数的惯例二氧化碳传感器的体积缩小了75%以上。其集成式单片机可将MEMS麦克风输出信号转换为ppm值，并经过串行I²C、UART或PWM等三种接口输出。直接输出ppm读数、支撑外表贴装技能和简略的规划，有利于轻松快速地集成到柔性出产体系中。一切组件均为英飞凌内部规划和出产，到达了英飞凌的高质量规范。
这款传感器极为坚固耐用，丈量规模为0 ppm至10,000 ppm，在5000 ppm（± 3 %）以下规模内，丈量精度高达± 30 ppm。作业温度规模为0°C到50°C，相对湿度0 %到85 %（非冷凝）。年漂移率小于1%（履行自动自校准）。在脉冲形式下，这种二氧化碳传感器的规划运用寿命为10年。得益于此，XENSIV™光声光谱二氧化碳传感器是用于楼宇自控体系中以需求为导向的通风操控，以及用于才智居家运用中的室内空气质量操控等的抱负之选。
XENSIV™ PAS CO2传感器的典型运用
英飞凌正方案推出多种传感器类型，以满意各类运用的特定要求，比如，电池供电设备要求低功耗类型，便携式设备要求更细巧、更廉价的类型，以及条件极为恶劣的工业设备则要求更牢靠的类型。适用于其他气体的传感器类型也列入了英飞凌的研制方案。
