二氧化碳氣體濃度報警器的檢測原理主要基于二氧化碳（CO?）的物理或化學特性，通過傳感器將其濃度轉化為電信號，再經電路處理實現監測和報警。以下是幾種常見的檢測原理及其技術細節：

1. 非分散紅外吸收法（NDIR）

原理：
二氧化碳分子在特定波長（約4.26 μm）的紅外線波段具有強吸收特性。報警器通過發射該波長的紅外光，測量經過檢測區域后光的衰減程度，從而計算CO?濃度。

技術細節：

• 結構：紅外光源、測量氣室、窄帶濾光片、紅外探測器。

• 過程：

  1. 紅外光源發射連續光譜，通過濾光片篩選出CO?特征吸收波長的光。
  2. 光束穿過測量氣室，CO?分子吸收部分紅外光，導致探測器接收的光強減弱。
  3. 光強衰減程度與CO?濃度成正比，通過探測器（如熱敏電阻或光電二極管）輸出電信號。

• 優勢：精度高、穩定性好、壽命長，適用于高濃度和復雜環境。

• 應用：工業安全、農業溫室、室內空氣質量監測。

2. 電化學傳感器法

原理：
利用CO?在電極表面發生氧化還原反應，產生與濃度成正比的電流信號。

技術細節：

• 結構：工作電極、對電極、電解質（含碳酸氫鹽溶液）。

• 反應過程：

  1. CO?擴散至工作電極表面，與水反應生成碳酸（H?CO?），進一步離解為H?和HCO??。
  2. H?在電極表面被氧化或還原，產生電流。
  3. 電流大小通過電路轉換為濃度值。

• 優勢：成本低、響應快，適合低濃度檢測。

• 局限性：電解質可能隨時間失效，需定期校準，壽命較短。

3. 半導體金屬氧化物傳感器

原理：
CO?吸附在半導體（如SnO?）表面，改變其電阻特性，通過測量電阻變化推算濃度。

技術細節：

• 結構：金屬氧化物薄膜、加熱元件（保持工作溫度）。

• 過程：

  1. CO?吸附在半導體表面，導致載流子濃度變化。
  2. 電阻變化與CO?濃度相關，通過惠斯通電橋等電路轉換為電信號。

• 局限性：選擇性較差（易受其他氣體干擾），精度較低，多用于定性檢測。

4. 光聲光譜技術

原理：
CO?吸收特定波長光后，釋放熱量導致氣體周期性膨脹收縮，產生聲波信號，其強度與濃度相關。

技術細節：

• 結構：激光光源、共振腔、麥克風。

• 優勢：高靈敏度、抗干擾性強，適合痕量檢測。

• 局限性：成本高、結構復雜，多用于實驗室或高端設備。

報警器工作流程

1. 傳感器檢測：通過上述原理將CO?濃度轉化為電信號。

2. 信號處理：放大、濾波、模數轉換。

3. 閾值判斷：與預設濃度閾值比較。

4. 報警輸出：觸發聲光報警或遠程信號（如繼電器、無線傳輸）。

總結

• 主流技術：NDIR和電化學傳感器應用最廣泛。NDIR適合高精度工業場景，電化學傳感器成本更低，適合民用或便攜設備。
• 選型考量：需根據檢測范圍、精度要求、環境復雜度（如濕度、溫度干擾）選擇合適原理。