热导式传感器与红外CO2传感器在培养箱应用中的比较

2020-06-16 11:40

在生长细胞培养物时，为了确保适当的生长，需要控制温度、湿度和二氧化碳水平。二氧化碳含量很重要，因为它们有助于控制培养基的pH值。如果二氧化碳太多，就会变得太酸。如果没有足够的二氧化碳，它会变得更碱性。

在二氧化碳培养箱中，培养基中的二氧化碳气体水平由培养箱中的二氧化碳供应量调节。问题是，系统如何“知道”需要添加多少二氧化碳？这就是二氧化碳传感器技术发挥作用的地方。主要有两种，各有利弊：

热导率使用热电阻来检测气体成分。这是比较便宜的选择，但也不太可靠。

红外二氧化碳传感器利用红外光来检测室内的二氧化碳含量。这种传感器更昂贵，但更精确。

在本文中，我们将更详细地解释这两种类型的传感器，并讨论它们各自的实际含义。

热导式气体传感器

荷兰Xensor热导式气体传感器XEN－TCG3880是通过测量大气中的电阻来工作的。传感器通常包括两个细胞，其中一个细胞充满生长室的空气。另一个是一个密封的电池，在受控温度下包含参考大气。每个单元都包含一个热敏电阻（热敏电阻），其电阻随温度、湿度和气体成分而变化。

当两个电池的温度和湿度相同时，电阻的差异将测量气体成分的差异，在这种情况下，反映了室内的二氧化碳水平。如果检测到差异，系统将提示向腔室中添加更多的二氧化碳。

热导式传感器与红外CO2传感器在培养箱应用中的比较

热导式气体传感器的一种表示方法

热导体是红外传感器的廉价替代品，我们将在下面讨论。然而，它们并非没有缺点。由于电阻差可能受到其他因素的影响，而不仅仅是二氧化碳水平，因此为了使系统正常工作，室内的温度和湿度应始终保持恒定。

这意味着每次门打开，温度和湿度波动时，你最终会得到不准确的读数。事实上，在大气层稳定下来之前，这些读数是不准确的，这可能需要半个小时甚至更长的时间。热导体可以长期保存培养物，但不太适合经常开门的情况（每天不止一次）。

热导式传感器与红外CO2传感器在培养箱应用中的比较

红外二氧化碳传感器

红外传感器以完全不同的方式检测腔室中的气体量。这些传感器依赖于这样一个事实：二氧化碳和其他气体一样，吸收特定波长的光，精确地说是4．3μm，比如GSS的二氧化碳传感器COZIR－LP。

该传感器可以通过测量4．3μm的光通过大气来检测大气中有多少二氧化碳。这里最大的区别是，探测到的光的数量不依赖于任何其他因素，例如温度和湿度，就像热阻一样。

这意味着你可以随心所欲地多次打开门，传感器总是能提供准确的读数。因此，你会有一个更一致的二氧化碳水平在室内，这意味着更好的样品稳定性。

缺点呢？红外CO2传感器成本高，普通型的产品只能耐受70℃内，耐高温探头型的，价格又高达数千元。

结论：

两种类型的传感器都能检测培养箱室内的二氧化碳水平。两者的主要区别在于，热导率传感器受温度因素的影响，而红外传感器则仅受二氧化碳浓度的影响。

红外二氧化碳传感器更精确，但是成本上和高温耐受度上，热导率传感器（240℃）更胜一筹。

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