哪些因(yīn)素會影響氣體傳感器的讀數?這個(gè)看似簡(jiǎn)單的問題,其實背後(hòu)隱藏著很多原理性的知識,涉及麵很廣(guǎng)。當遇到氣體(tǐ)儀表讀數不(bú)準的時候,很多(duō)朋友首先會想(xiǎng)到傳感器故障。這也難怪,氣體傳感器並不是沒(méi)有缺(quē)點的傳感器。當9I果冻制作厂遇到(dào)此類問題的時(shí)候,隻能抽絲剝繭,將諸多因素(sù)一一排查,才能找出根本的問題,並解決之。
影響氣體傳感器讀數的因素大(dà)約分為以下這些:
1.氣體濃度
2.平衡(héng)氣(或叫背景(jǐng)氣)
3.環境(jìng)溫度
4.環境濕度
5.氣體壓強(qiáng)
6.氣體(tǐ)流量
7.傳(chuán)感器壽命
8.交叉靈敏度
從開始談起:
1.氣體濃度
毋庸置疑,氣體傳感器(qì)對被測氣體的濃度是敏感的。氣體(tǐ)濃度越(yuè)大,傳感器輸(shū)出信號改變量就越大。為什麽用“改變量”這個詞,而不簡單地用(yòng)“信號(hào)”呢?那是因為氣體傳感器(qì)的輸(shū)出信號形式是多樣的,信號變化量和氣體濃度之間的關係(xì)也是(shì)多樣的。
各種氣體傳感器的信號是怎麽樣變化的(de)呢?
催化燃燒傳感器元件(簡稱LEL)的電阻是隨(suí)可燃氣濃度而變化(huà)的。當用一隻探測元件、一(yī)隻補(bǔ)償元件、兩隻固(gù)定電阻組成惠(huì)斯通電橋的時候,催化燃(rán)燒傳感(gǎn)器的輸(shū)出表現為電壓輸出。電(diàn)壓輸出在低(dī)濃度(<3%volCH4)時,是呈線性變化的(de),在高濃度時,呈現出非線性。電壓的改變量以mV計。
電化學傳感器(簡稱EC)的信號形式(shì)是(shì)電流。輸出電流是隨被測氣(qì)體(tǐ)濃度變大而變大的。對於控電(diàn)位型(也叫定點位電解法)的(de)電化學傳感器來說,其(qí)輸出電流隨被測氣體濃度呈線性(xìng)變化;對於原電池型的氧氣傳(chuán)感(gǎn)器來說,其輸出電流呈近似線(xiàn)性的Ln()對(duì)數曲線變化。如(rú)下圖:
非色散紅外傳感器(簡稱NDIR)的信號形式(shì)是電壓輸出。當被測氣體(tǐ)不存在(zài)時,輸出電(diàn)壓峰峰(fēng)值較大。當被測氣體濃度變大時,輸出電壓峰峰值隨之變小。但這種變化不是和氣體濃度呈線(xiàn)性關係,而是遵循朗伯比(bǐ)爾定律。濃度低的時候,靈敏度大,濃度高的(de)時候(hòu),信號(hào)的靈敏度會變小(xiǎo)。用數(shù)學公式表示某一濃度點的靈敏度為:dV/dC。式(shì)中V為信號峰峰值,C為氣體濃度。
光離子化傳感器(簡稱PID)的信號形式是電流輸出。當被測氣(qì)體不存在時(shí),輸出電流接近於(yú)零。當被測氣體濃度變大時,輸出電流隨之變大。這種變化不是和氣體(tǐ)濃度呈線性(xìng)關係,濃度低的時候,靈(líng)敏度高,濃度高的時候(hòu),靈敏度低。用數學公式表示某一濃度點的靈敏度為:dI/dC。式中I為電流信號大小,C為氣(qì)體濃度。
金屬氧化物(wù)傳感器(qì)(簡稱MOS)的信號形式(shì)是電阻改變,這一點和LEL傳感器類(lèi)似。當被測氣體不存在時,MOS傳感器的PN結電阻較大。當被測氣(qì)體濃(nóng)度變(biàn)大時,PN結電阻隨之變小(xiǎo)。這種變(biàn)化和氣體濃度呈非線性關係。氣體濃度低的時候,靈敏(mǐn)度高,濃度高的時候,靈敏度低。用數學公式表示某一濃(nóng)度點的靈敏度(dù)為:dR/dC。式中R為PN結電阻大(dà)小,C為氣(qì)體濃度。










