红外二氧化碳传感器在温室大棚的应用指导

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我国设施农业起步较晚，但发展较快。目前世界塑料大棚和温室面积约36.576万公顷，而我国面积最大，我国塑料大棚和温室的建设面积已经从20世纪90年代初的40多公顷发展到现在近15.67万公顷，占世界42.8%。设施农业同普通农业相比，产业化程度高，效益好，接受新技术的能力强。而大棚80%产值来源于冬、春、秋季，因为这三个季节蔬菜产值高，亩产值２万元—3万元。但这三季由于温室大棚有近5个月限制通风，二氧化碳浓度不足，严重制约了蔬菜产量。

二氧化碳浓度升高不仅能显著提高植物的光合作用效率，同时还能通过扩大光源利用范围来促进植物的光合作用。二氧化碳在空气中的浓度比较稳定，变化不大，一般为0.03%----0.04%，这个浓度在温度25℃以下时，随着温度的提高，光合作用增强，创造的有机物质增多，作物表现出旺盛的生长状态；当温度超过30℃时，光合作用创造的有机物与作物呼吸作用消耗的有机物相同，甚至少于呼吸作用消耗的有机物，作物停止生长。
因此大棚CO2浓度监控就显得很重要，目前市场上比较著名的红外CO2传感器，性能差别不太多，除了GSS的产品是超低功耗外，目前主流的产品功耗都差不多。在农业物联网、无线模块以及电池供电的产品上，英国GSS的COZIR-A是世界上功耗最低的CO2传感器，每秒采样2数据，仅有3.5mW的功耗。

COZIR-A

冬季温室蔬菜生产为了保温的需要，常使大棚处于密闭的状态，造成棚内空气与外界空气相对阻隔。而薄膜的气密性较强，因此在覆盖后棚内土壤水分蒸发和作物蒸腾造成棚内空气高温，如不进行通风，棚内相对湿度很高。当棚温升高时，相对湿度降低，棚温降低相对湿度升高。晴天、风天时，相对温度低，阴、雨（雾）天时相对温度增高。在不通风的情况下，棚内白天相对湿度可达60－80%，夜间经常在90%左右，最高达100%。 棚内湿空气遇冷后凝结成水膜或水滴附着于薄膜内表面或植株上。
然而，在高湿环境下，普通的红外原理传感器的工作湿度范围一般都是95%RH以下，超过这个湿度值的时候，普通传感器很快就输出变成0或者输出满量程。只有通过给传感器加防护罩的方式才能够提供传感器抗湿度的能力。如下图的实例，在电路外围增加外壳，同时增设特殊材质的过滤罩+内置小风扇来防止内部电路凝露。