
前期給大家介紹了影響氣體傳感器讀數的因素:氣體(tǐ)濃度、平衡氣(背景氣(qì))、環境溫度和環境濕度,今天為大家介紹下(xià)一個因素——氣體壓強(qiáng),詳情如下:
氣體壓(yā)強:氣(qì)體傳感器是(shì)測(cè)量氣體濃(nóng)度的,當氣體被壓縮的時候,氣體的相對濃度(%VOL)並不會增加,但是濃度增加了。也就是說,在單位體積的空間中,所包含的被測氣體分子數增加了。因此,當氣體相對濃(nóng)度不(bú)變的情況下,氣體壓強增加,氣體(tǐ)傳感器的讀數也會相應增加。在9I果冻制作厂日常溝(gōu)通(tōng)中(zhōng),經常將“壓強”說成“壓力”。因此,在下文中,我也就用"壓(yā)力"一詞代替“壓強”,為(wéi)的是和日常叫法保持一致。
在介紹傳感器使用壓力範圍之前,需要簡單介紹一下(xià)氣(qì)體壓力的單位:常見的單(dān)位是“大氣壓”,一個大氣壓為0.1MPa,或者叫100KPa,或者叫1000hPa,這個壓力(lì)相當於10M高的水柱對容器底麵產生的壓強。
一、不同傳感器的使用壓力範圍是怎樣的?
催化燃燒傳感器(LEL):
LEL傳感器,壓力範圍可以很寬,從0-2個大氣壓使用都沒有問題。但要注意,氣體壓力越大,LEL傳感(gǎn)器能測的可燃氣濃度(dù)就會越小。傳感器的輸出電壓如果超過了規格書所規定的範圍,可能會(huì)損壞!
電化學傳感器(EC):
因為EC傳感器(qì)內部有液體,因此其壓力範圍不會很寬,通常都是1±0.2大氣壓。壓力過大,傳感器可能會導致漏氣或漏液,壓力(lì)過小,電解液也會從傳感器頂部“漫”出來,導致傳感器失效。
非色散紅外(wài)傳感器(NDIR):
NDIR傳感器的壓力範圍(wéi)可(kě)以很寬,從0-2個大氣壓沒有問題。其壓(yā)力(lì)範圍取決(jué)於(yú)光源和探測(cè)器的耐壓。如果光(guāng)源(yuán)是玻璃燈泡,則玻璃燈泡是有(yǒu)耐壓的。紅外探測器是用(yòng)金屬殼體和紅外濾波片(piàn)密(mì)封封裝的(de),因此,探測器(qì)也有耐壓的問題。
光離子化傳感器(PID):
PID傳感器的(de)壓力範圍不(bú)寬,一般都是1±0.1個大(dà)氣壓。範圍不(bú)寬的主要原因是紫外燈是由玻璃管和晶(jīng)體封裝而成,並不耐壓。特別是(shì)當溫度很高或很低時,PID並(bìng)不(bú)耐壓。
金(jīn)屬氧化物半導體傳感器(MOS):
MOS傳感器是實心的,內部也沒(méi)有液體,因(yīn)此比(bǐ)較耐(nài)壓。0-2個大氣壓沒有問題。
二、氣體(tǐ)壓力是如何影響(xiǎng)氣體濃度測量結果的?
無論是哪種氣體傳感器,實際上(shàng)都是測的被測氣體的濃度。當壓力增大後,物理和化學變化狀態一(yī)定會發生變化,從而使得讀數變大(dà)了。
三(sān)、如(rú)何消除環境壓力帶來的影響(xiǎng)?
催化燃燒傳感器(LEL):
需要做壓力補償,現在小型化的MEMS工藝的壓力傳感器已經很成熟(shú)了,例如美國的Honeywell、國內的敏(mǐn)芯,都有各種量程、不(bú)同分辨率和(hé)封裝(zhuāng)形式的壓力傳感器供應(yīng)。
電化學傳感器(EC):

首先要將氣室設計好(hǎo),氣體不(bú)能垂直吹向傳感器頂麵,而要平行(háng)於傳感器頂麵吹過。其次,要讓氣體流過的時候有泄壓的縫隙,不要密封。如下圖,就是一個(gè)4係(xì)列傳感器(qì)的(de)標定帽,它能夠保證氣室內外壓(yā)力幾乎一樣。
其次,當氣體壓力實(shí)在無(wú)法保證(zhèng)常壓的情況下,需要做(zuò)壓力補償,電(diàn)化學(xué)傳感器(qì)靈敏度-壓力係數基(jī)本是線性的。

非色散紅外傳感器(NDIR):

NDIR也要做壓力(lì)補償,但是壓力和讀數並非線性關(guān)係。不同氣體的壓力-讀數補償關係也不一樣,需要大量的(de)實驗來驗證。上麵圖中是CO2的壓力補償曲線。請注意,該公式是不能用到其他氣體的。
光離子化傳(chuán)感器(PID):
PID也要做壓力補償,但是壓力和讀數並非線性關係。不同氣體的壓力-讀數補償關(guān)係也不一樣,需要大量的實(shí)驗來驗證。
金(jīn)屬氧化物半導體傳感器(qì)(MOS):
幾乎沒有人用MOS在高壓和低壓的情況下使用。因為其(qí)溫度(dù)性能、濕度性能不適合做氣體分析和(hé)工業監測,隻適用於家庭報(bào)警,和常(cháng)壓下使用。



