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類型分類:
科普知識
數據分類:
氣體傳感器

影響氣體傳感器的讀數的因素之一:氣體濃度

發布日期:2022-10-09 點擊率:159

  哪些因素會影響氣體傳感器的讀數?這個看似簡單的問題,其實背后隱藏著很多原理性的知識,涉及面很廣。當遇到氣體儀表讀數不準的時候,很多朋友首先會想到傳感器故障。這也難怪,氣體傳感器并不是沒有缺點的傳感器。當我們遇到此類問題的時候,只能抽絲剝繭,將諸多因素一一排查,才能找出根本的問題,并解決之。

  影響氣體傳感器讀數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.環境溫度

  4.環境濕度

  5.氣體壓強

  6.氣體流量

  7.傳感器壽命

  8.交叉靈敏度

  從第一項開始談起:

  1.氣體濃度

  毋庸置疑,氣體傳感器對被測氣體的濃度是敏感的。氣體濃度越大,傳感器輸出信號改變量就越大。為什么用“改變量”這個詞,而不簡單地用“信號”呢?那是因為氣體傳感器的輸出信號形式是多樣的,信號變化量和氣體濃度之間的關系也是多樣的。

  各種氣體傳感器的信號是怎么樣變化的呢?

  催化燃燒傳感器元件(簡稱LEL)的電阻是隨可燃氣濃度而變化的。當用一只探測元件、一只補償元件、兩只固定電阻組成惠斯通電橋的時候,催化燃燒傳感器的輸出表現為電壓輸出。電壓輸出在低濃度(<3%volCH4)時,是呈線性變化的,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)的信號形式是電流。輸出電流是隨被測氣體濃度增大而增大的。對于控電位型(也叫定點位電解法)的電化學傳感器來說,其輸出電流隨被測氣體濃度呈線性變化;對于原電池型的氧氣傳感器來說,其輸出電流呈近似線性的Ln()對數曲線變化。如下圖:

  非色散紅外傳感器(簡稱NDIR)的信號形式是電壓輸出。當被測氣體不存在時,輸出電壓峰峰值最大。當被測氣體濃度增大時,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性關系,而是遵循朗伯比爾定律。濃度低的時候,靈敏度大,濃度高的時候,信號的靈敏度會變小。用數學公式表示某一濃度點的靈敏度為:dV/dC。式中V為信號峰峰值,C為氣體濃度。

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