蒙特利尔方案如何在HVAC应用中改变化学传感器

化学检测，与其他许多电子设计领域一样，快速发展。应用程序不仅改变了从HVAC到工业设施安全监测的域，但它们测量的化学品类型必须适应规则随时间的变化。

最近，内华达诺州宣布了其用于空调、自动售货机、干衣机和商用冷藏架的丙烷检测的最新解决方案。让我们来看看这个设备和这家公司提供的例子，看看化学传感器是如何随着时间变化的。

内华达州的R-290传感器可以在各种丙烷应用中实现;空调、自动售货机、商用冷藏架和干衣机。图片由NevadaNano系统公司。

适应新的制冷剂标准

传统制冷剂如氯氟烃（CFC）GWP或全球变暖潜力是测量被美国环境保护局(EPA)等国际机构用来评估材料对全球变暖的影响。根据美国环境保护署的说法，“氯氟烃(CFCs)、氢氟碳化物(HFCs)……它们有时被称为高gwp气体，因为在给定的质量下，它们比CO₂。"

业务发展高级总监，Nevadanano Systems，Bob Christensen表示，“世界各地的近200个国家已经决定消除具有高全球变暖潜力的臭氧耗尽氢氟碳烃制冷剂。”

因此，正在追求具有较低GWP的新替代品，包括R-290丙烷。R-290的GWP被Nevadanano引用为3.将此与CFC和其他此类制冷剂平均的数千次或数万人进行比较。在该传感器的新闻稿中，Nevadanano专门呼出R410，与R-290竞争的R-290竞争为R-22制冷剂的可行替代品时，氟碳氟碳碳（HFC）竞争蒙特利尔议定书，它的GWP为3,900。

R-290的权衡是，完全密封的丙烷容器偶尔会发生泄漏，提供潜在的点火机会。一些泄漏可能不会造成很大的危险，但即使是最小数量的丙烷泄漏也会降低制冷剂的水平，导致暖通空调机组更加努力地工作。一个更努力工作的系统消耗过多的电力，推高了成本，也增加了对环境的影响。

NevadaNano声称R-290是一种合适的替代制冷剂，并将其最新的传感器作为一种准确的方法来解决泄漏检测，从而实现更安全的实施。

将分子性质光谱分析集成到传感器中

MPS是分子性质光谱仪的专有术语。内华达诺将MPS描述为他们将多个互补的化学传感器集成在一个硅芯片上的努力。

其MEMS（微机电系统）设计之一是传感器的IC避免了在整个寿命为10-15年的维护需求。在这段时间内，Nevadanano报告了设备准确地报告0-100％的LEL（低爆炸极限）。

Nevadanano设计了传感器，提供了对环境因素的内置补偿的实时测量，包括温度，压力和湿度。图片由NevadaNano系统公司。

内华达诺的设备有一个制冷剂传感器，一个MEMS传感器作为一个微型机械膜，嵌入式焦耳加热器和电阻温度计。电阻式加热器允许在设备内控制温度，并帮助传感器在分析每个空气样本泄漏后进行清理。

该传感器旨在通过引入微悬臂梁来提供设计灵活性，这是一种通用点，允许MPS传感器从振动频率检测结构元素的最小变化。对于更大的系统，基于mps的传感器阵列可以被串起来并进行电子监控，这要归功于压电元件，它帮助系统找到共振频率和机械应力的迹象。

美国军事应用的“飞行鼻子”

NevadaNano公司的化学传感器应用超越了嵌入式HVAC系统中的固定传感器。

有时他们飞。

犹他大学在2015年与内华达诺大学进行了合作Kam K. Lean的“DARC实验室”教授（DARC代表“设计，自动化，机器人和控制”）。该项目正式称为“自主广谱环境哨兵”计划 - 但非正式称为“飞鼻子”，因为它旨在创造一种能够嗅出空气中化学品存在的Quadcopter。

2015年的犹他大学DARC实验室的“飞鼻”四轴飞行器的翻版。修改截图使用的礼貌犹他大学

该项目的目标是使自主无人机能够进行空中化学羽毛的实时化学映射。系统的数据将无线地将信息中继到中央命令帖子，以提供实时可操作的智能。这将通过消除高风险区域的人类相互作用的风险来添加另一层用户保护。

该项目被批准加入STTR（小企业技术转让）计划通过美国陆军国防部2014年。两年后，2016年，该项目是获奖联邦资助并迁至STTR第二阶段II。这一名称通常意味着第一阶段研究有足够的前景来进行进一步的研究，这通常是一个区别提供约750,000美元的赠款用于两年以上的研究。

该计划的当前迭代，其中Nevadanano被列为正式合作的调查员，已达到美国空军赞助的第二阶段，并将在2022年12月结束。2016年所述的长期目标是创造自主无人机能够以大规模的规模进行准确的数据收集的群体运动。

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你建过化学检测系统吗?你在选择化学传感器时最常考虑的标准是什么?请在下面的评论中分享你的经验和教训。