哪些因素會(huì)影響氣體傳感器的讀數(shù)？這個(gè)看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題，其實(shí)背后隱藏著很多原理性的知識(shí)，涉及面很廣。當(dāng)遇到氣體儀表讀數(shù)不準(zhǔn)的時(shí)候，很多朋友首先會(huì)想到傳感器故障。這也難怪，氣體傳感器并不是沒(méi)有缺點(diǎn)的傳感器。當(dāng)我們遇到此類問(wèn)題的時(shí)候，只能抽絲剝繭，將諸多因素一一排查，才能找出根本的問(wèn)題，并解決之。
影響氣體傳感器讀數(shù)的因素大約分為以下這些：
1.氣體濃度
2.平衡氣(或叫背景氣)
3.環(huán)境溫度
4.環(huán)境濕度
5.氣體壓強(qiáng)
6.氣體流量
7.傳感器壽命
8.交叉靈敏度
從開(kāi)始談起：
1.氣體濃度
毋庸置疑，氣體傳感器對(duì)被測(cè)氣體的濃度是敏感的。氣體濃度越大，傳感器輸出信號(hào)改變量就越大。為什么用“改變量”這個(gè)詞，而不簡(jiǎn)單地用“信號(hào)”呢？那是因?yàn)闅怏w傳感器的輸出信號(hào)形式是多樣的，信號(hào)變化量和氣體濃度之間的關(guān)系也是多樣的。
各種氣體傳感器的信號(hào)是怎么樣變化的呢？
催化燃燒傳感器元件(簡(jiǎn)稱LEL)的電阻是隨可燃?xì)鉂舛榷兓?。?dāng)用一只探測(cè)元件、一只補(bǔ)償元件、兩只固定電阻組成惠斯通電橋的時(shí)候，催化燃燒傳感器的輸出表現(xiàn)為電壓輸出。電壓輸出在低濃度(<3%volCH4)時(shí)，是呈線性變化的，在高濃度時(shí)，呈現(xiàn)出非線性。電壓的改變量以mV計(jì)。
電化學(xué)傳感器(簡(jiǎn)稱EC)的信號(hào)形式是電流。輸出電流是隨被測(cè)氣體濃度變大而變大的。對(duì)于控電位型(也叫定點(diǎn)位電解法)的電化學(xué)傳感器來(lái)說(shuō)，其輸出電流隨被測(cè)氣體濃度呈線性變化；對(duì)于原電池型的氧氣傳感器來(lái)說(shuō)，其輸出電流呈近似線性的Ln()對(duì)數(shù)曲線變化。如下圖：
非色散紅外傳感器(簡(jiǎn)稱NDIR)的信號(hào)形式是電壓輸出。當(dāng)被測(cè)氣體不存在時(shí)，輸出電壓峰峰值較大。當(dāng)被測(cè)氣體濃度變大時(shí)，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性關(guān)系，而是遵循朗伯比爾定律。濃度低的時(shí)候，靈敏度大，濃度高的時(shí)候，信號(hào)的靈敏度會(huì)變小。用數(shù)學(xué)公式表示某一濃度點(diǎn)的靈敏度為:dV/dC。式中V為信號(hào)峰峰值，C為氣體濃度。
?光離子化傳感器(簡(jiǎn)稱PID)的信號(hào)形式是電流輸出。當(dāng)被測(cè)氣體不存在時(shí)，輸出電流接近于零。當(dāng)被測(cè)氣體濃度變大時(shí)，輸出電流隨之變大。這種變化不是和氣體濃度呈線性關(guān)系，濃度低的時(shí)候，靈敏度高，濃度高的時(shí)候，靈敏度低。用數(shù)學(xué)公式表示某一濃度點(diǎn)的靈敏度為:dI/dC。式中I為電流信號(hào)大小，C為氣體濃度。
金屬氧化物傳感器(簡(jiǎn)稱MOS)的信號(hào)形式是電阻改變，這一點(diǎn)和LEL傳感器類似。當(dāng)被測(cè)氣體不存在時(shí)，MOS傳感器的PN結(jié)電阻較大。當(dāng)被測(cè)氣體濃度變大時(shí)，PN結(jié)電阻隨之變小。這種變化和氣體濃度呈非線性關(guān)系。氣體濃度低的時(shí)候，靈敏度高，濃度高的時(shí)候，靈敏度低。用數(shù)學(xué)公式表示某一濃度點(diǎn)的靈敏度為:dR/dC。式中R為PN結(jié)電阻大小，C為氣體濃度。
