研究背景
二氧化碳是一种众所周知的温室气体，被认为是全球变暖的气候变化机制的主要贡献者。除燃料燃烧外，垃圾填埋气也是重要的二氧化碳资源。垃圾掩埋一直是城市固体废物最吸引人的处置途径之一。全世界有70％以上的有机固体废物被处理。LFG是由可生物降解的有机物质分解产生的，取决于废物的降解类型，其中包括30-60％的甲烷，20-50％的二氧化碳和其他微量气体。大部分的LFG都是在垃圾填埋场的工作期间生产的，并且在将场地封盖后再生产更长的时间。
如今，在许多工业化国家中，由垃圾填埋场设施的运营或管理引起的环境污染已成为最敏感的社会问题之一。许多研究人员已经认识到它们在全球大气环境中和/或作为能源的有效作用，因此对填埋气体成分，特别是二氧化碳评价引起了极大的关注。因此，在工作和密封的垃圾填埋场中，需要对垃圾填埋气进行定期监测，现在在填埋场中普遍使用连续和自动监测系统。另一方面，垃圾填埋场中LFG的自动监测系统中可以使用各种传感器，例如半导体气体传感器，电化学传感器和光学传感器。由于具有非常独特的红外吸收波段很少受到其他气体的干扰，因此通常可以通过红外气体传感器来监测二氧化碳分子。
红外二氧化碳传感器
通常，红外吸收与周围空气中被分析气体范围内的浓度线性相关。在垃圾填埋场，二氧化碳的浓度通常在更大的二氧化碳气体浓度范围内变化。为了简化监控系统，提高其有效性和成本，在垃圾填埋场的系统中使用了具有足够大测量范围的IR传感器。红外传感器通常在整个测量范围内线性响应CO2气体浓度的变化。但是，当测量范围较大的红外传感器在测量范围的局部浓度范围内工作时，其对线性较低的气体的响应可能会偏离线性。因此，在将红外传感器部署到垃圾填埋场的监控系统中之前，应先对其进行校准。在这项工作中，我们使用神经网络来完成红外气体传感器的校准，该线性传感器的线性测量范围为0–5％，用于测定0–15,000ppm（1.5％）之内的二氧化碳。
威海精讯畅通电子科技研发的红外二氧化碳气体传感器用于二氧化碳测量。JX-CO2-102二氧化碳气体传感器是一个通用智能小型传感器，利用非分散性红外（NDIR）原理对空气中存在的CO2进行探测，具有很好的选择性、无氧气依赖性、寿命长等特点；内置温度补偿；同时具有串口输出、模拟输出、PWM输出，方便使用。该传感器是将成熟的红外吸收气体检测技术与精密光路设计、精良电路设计紧密结合而制作出的高性能传感器。
二氧化碳的测定
红外气体传感器可以迅速响应并测量二氧化碳气体的浓度变化，并在几分钟内恢复。红外光源发出的红外辐射经过一定浓度待测的气体吸收之后，与气体浓度成正比的光谱强度会发生变化，因此求出光谱光强的变化量就可以反演出待测气体的浓度。红外二氧化碳传感器模组是采用NDIR红外吸收检测原理，将先进光路、精密电路与智能化软件相结合，形成一款通用型红外CO2传感器模组。