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影響氣體傳感器的讀數(shù)因素五:氣體壓強(qiáng)
發(fā)布時(shí)間:2021-03-11 17:21 by sangbay2021瀏覽次數(shù):1561

氣體壓強(qiáng)

前期給大家介紹了影響
在介紹傳感器使用壓力范圍之前,需要簡(jiǎn)單介紹一下氣體壓力的單位:常見的單位是“大氣壓”,一個(gè)大氣壓為0.1MPa,或者叫100KPa,或者叫1000hPa,這個(gè)壓力相當(dāng)于10M高的水柱對(duì)容器底面產(chǎn)生的壓強(qiáng)。


一、不同傳感器的使用壓力范圍是怎樣的?

催化燃燒傳感器(LEL)

LEL傳感器,壓力范圍可以很寬,從0-2個(gè)大氣壓使用都沒有問題。但要注意,氣體壓力越大,LEL傳感器能測(cè)的可燃?xì)鉂舛染蜁?huì)越小。傳感器的輸出電壓如果超過了規(guī)格書所規(guī)定的范圍,可能會(huì)損壞!

電化學(xué)傳感器(EC):

因?yàn)镋C傳感器內(nèi)部有液體,因此其壓力范圍不會(huì)很寬,通常都是1±0.2大氣壓。壓力過大,傳感器可能會(huì)導(dǎo)致漏氣或漏液,壓力過小,電解液也會(huì)從傳感器頂部“漫”出來,導(dǎo)致傳感器失效。

非色散紅外傳感器(NDIR):

NDIR傳感器的壓力范圍可以很寬,從0-2個(gè)大氣壓沒有問題。其壓力范圍取決于光源和探測(cè)器的耐壓。如果光源是玻璃燈泡,則玻璃燈泡是有耐壓的。紅外探測(cè)器是用金屬殼體和紅外濾波片密封封裝的,因此,探測(cè)器也有耐壓的問題。

光離子化傳感器(PID):

PID傳感器的壓力范圍不寬,一般都是1±0.1個(gè)大氣壓。范圍不寬的主要原因是紫外燈是由玻璃管和晶體封裝而成,并不耐壓。特別是當(dāng)溫度很高或很低時(shí),PID并不耐壓。

金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器(MOS):

MOS傳感器是實(shí)心的,內(nèi)部也沒有液體,因此比較耐壓。0-2個(gè)大氣壓沒有問題。


二、氣體壓力是如何影響氣體濃度測(cè)量結(jié)果的?

無論是哪種氣體傳感器,實(shí)際上都是測(cè)的被測(cè)氣體的濃度。當(dāng)壓力增大后,物理和化學(xué)變化狀態(tài)一定會(huì)發(fā)生變化,從而使得讀數(shù)變大了。


三、如何消除環(huán)境壓力帶來的影響?

催化燃燒傳感器(LEL):

需要做壓力補(bǔ)償,現(xiàn)在小型化的MEMS工藝的壓力傳感器已經(jīng)很成熟了,例如美國(guó)的Honeywell、國(guó)內(nèi)的敏芯,都有各種量程、不同分辨率和封裝形式的壓力傳感器供應(yīng)。

電化學(xué)傳感器(EC):

ec

首先要將氣室設(shè)計(jì)好,氣體不能垂直吹向傳感器頂面,而要平行于傳感器頂面吹過。其次,要讓氣體流過的時(shí)候有泄壓的縫隙,不要密封。如下圖,就是一個(gè)4系列傳感器的標(biāo)定帽,它能夠保證氣室內(nèi)外壓力幾乎一樣。
其次,當(dāng)氣體壓力實(shí)在無法保證常壓的情況下,需要做壓力補(bǔ)償,電化學(xué)傳感器靈敏度-壓力系數(shù)基本是線性的。

ec壓力

非色散紅外傳感器(NDIR):

ndir

NDIR也要做壓力補(bǔ)償,但是壓力和讀數(shù)并非線性關(guān)系。不同氣體的壓力-讀數(shù)補(bǔ)償關(guān)系也不一樣,需要大量的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。上面圖中是CO2的壓力補(bǔ)償曲線。請(qǐng)注意,該公式是不能用到其他氣體的。

光離子化傳感器(PID):

PID也要做壓力補(bǔ)償,但是壓力和讀數(shù)并非線性關(guān)系。不同氣體的壓力-讀數(shù)補(bǔ)償關(guān)系也不一樣,需要大量的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。

金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器(MOS):

幾乎沒有人用MOS在高壓和低壓的情況下使用。因?yàn)槠錅囟刃阅?、濕度性能不適合做氣體分析和工業(yè)監(jiān)測(cè),只適用于家庭報(bào)警,和常壓下使用。




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