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那些年,被我們“冤枉”的傳感器——影響傳感器讀數(shù)的因素

2023年06月15日 14:20:37      來源:鄭州煒盛電子科技有限公司 >> 進(jìn)入該公司展臺(tái)      閱讀量:32

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“傳感器信號(hào)怎么這么小?。?rdquo;

“傳感器信號(hào)怎么變化了?”

………

當(dāng)傳感器實(shí)際使用過程中,客戶經(jīng)常會(huì)遇到上述類似問題——傳感器讀數(shù)不準(zhǔn)了。那么哪些因素會(huì)影響到傳感器讀數(shù)呢?這個(gè)看似很簡(jiǎn)單的問題,其實(shí)背后隱藏著很多原理性的知識(shí)。當(dāng)遇到氣體儀表讀數(shù)不準(zhǔn)的時(shí)候,很多用戶首先會(huì)想到傳感器故障,這也難怪,氣體傳感器并不是的傳感器。當(dāng)我們遇到此類問題的時(shí)候,只能抽絲剝繭,將諸多因素一一排查,才能找出根本的原因,并解決之。現(xiàn)對(duì)影響傳感器讀數(shù)的幾個(gè)重要因素與大家進(jìn)行分享:

一、氣體濃度

對(duì)于電化學(xué)傳感器來說,其輸出電流隨被測(cè)氣體濃度呈線性變化,一旦被測(cè)氣體濃度發(fā)生變化,傳感器輸出信號(hào)也便隨之發(fā)生變化。例如苯標(biāo)氣,當(dāng)使用苯傳感器進(jìn)行測(cè)試時(shí),經(jīng)常遇到檢測(cè)不到苯氣體的信號(hào),或者信號(hào)很小。這是由于苯氣體相比于空氣密度較大,因此在鋼瓶中易出現(xiàn)苯氣體下沉現(xiàn)象,導(dǎo)致傳感器檢測(cè)時(shí)無信號(hào)輸出,抑或輸出信號(hào)很小。

另外氣體被吸附也會(huì)導(dǎo)致氣體濃度降低,比如CL2、SO2NH3、NO2、HCL、HF等吸附性很強(qiáng)的氣體,可能觀察到的現(xiàn)象是,打開閥門幾分鐘內(nèi),傳感器測(cè)試輸出信號(hào)比較低。因此氣體吸附也是影響傳感器讀數(shù)的一個(gè)常見因素,建議使用聚四氟乙烯管氣路,以降低氣體吸附。并且在測(cè)試初始,預(yù)*行通氣5min,以便將氣路中的空氣排出。

二、平衡氣

據(jù)統(tǒng)計(jì),電化學(xué)傳感器有20多種,絕大多數(shù)毒氣是還原性的氣體,然而還原性氣體被氧化時(shí)需要氧氣參與,包括CO、H2S、SO2、NH3、PH3等等。在測(cè)試此類氣體時(shí),如果氧氣供應(yīng)不足,很容易影響傳感器信號(hào)輸出,常見的現(xiàn)象即是靈敏度偏低,抑或輸出信號(hào)先升高后降低。因此,在使用電化學(xué)傳感器測(cè)試還原性氣體時(shí),盡可能采用空氣平衡氣體。

三、環(huán)境溫濕度

絕大多數(shù)氣體傳感器對(duì)環(huán)境溫濕度是敏感的,其主要影響有以下幾點(diǎn):

1、對(duì)零點(diǎn)的影響 電化學(xué)傳感器的零點(diǎn)是指其在潔凈空氣中的信號(hào)輸出,零點(diǎn)信號(hào)的造成大多數(shù)是因?yàn)榭諝庵懈蓴_氣體或者是傳感器電極本身具有一些雜質(zhì),導(dǎo)致發(fā)生化學(xué)反應(yīng),并釋放出信號(hào)。,化學(xué)反應(yīng)受溫度的影響是很明顯的,溫度越高,化學(xué)反應(yīng)越劇烈,因此,也便造成零點(diǎn)越高,反之亦然;

2、對(duì)靈敏度的影響 與上述現(xiàn)象相似,短時(shí)間內(nèi)溫度越高,化學(xué)反應(yīng)越劇烈,很容易在檢測(cè)過程中影響傳感器輸出信號(hào)的準(zhǔn)確性;

3、對(duì)壽命的影響 如果傳感器長(zhǎng)時(shí)間處于高溫低濕的環(huán)境中,很容易出現(xiàn)電解液揮發(fā)干涸的現(xiàn)象,從而導(dǎo)致電子的傳輸收到制約,內(nèi)阻增大,反應(yīng)速度變慢,靈敏度降低,變現(xiàn)為傳感器靈敏度衰減,直接影響傳感器使用壽命。

電化學(xué)傳感器溫度范圍比較窄,一般是-20℃到55℃。能夠長(zhǎng)期使用的濕度范圍是15%RH-90%RH,更有利的濕度是20℃時(shí)候的60%RH。為了降低溫度帶來的影響,溫濕度度補(bǔ)償是更直接有效的解決辦法。

四、氣體壓強(qiáng)

氣體傳感器是測(cè)量氣體濃度的,當(dāng)氣體被壓縮的時(shí)候,氣體的相對(duì)濃度并不會(huì)增加,但是濃度是增加了,也就是說,在單位體積的空間中,所包含的被測(cè)氣體分子數(shù)增加了,因此當(dāng)其相對(duì)濃度不變的情況下,氣體壓強(qiáng)增加,傳感器的讀數(shù)也會(huì)相應(yīng)增加。

如果消除環(huán)境壓力帶來的影響呢?首先要將測(cè)試工裝設(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,要讓氣流流過的時(shí)候有泄壓的縫隙,更好不要密封,這樣便能夠保證氣室內(nèi)外壓力幾乎一樣,進(jìn)而消除外界壓力對(duì)測(cè)試結(jié)果帶來的影響。

五、老化時(shí)間

大多數(shù)氣體傳感器在使用前需要對(duì)其進(jìn)行老化,電化學(xué)傳感器更是如此。合適的老化時(shí)間可以使傳感器具有穩(wěn)定的輸出。電化學(xué)傳感器在運(yùn)輸過程中,或者在擱置期間,電極表面很容易吸附一些雜質(zhì),使得在剛通電時(shí),傳感器讀數(shù)經(jīng)常出現(xiàn)零點(diǎn)偏高,抑或輸出值跳動(dòng)等現(xiàn)象。此時(shí)如若進(jìn)行測(cè)試氣體,其得到的測(cè)試結(jié)果明顯有誤差。因此,對(duì)其進(jìn)行合適的老化,可以得到穩(wěn)定的輸出,從而減小其對(duì)傳感器讀數(shù)的影響。

因此,當(dāng)遇到傳感器讀數(shù)出現(xiàn)異?,F(xiàn)象時(shí),切勿過早判定傳感器故障,排查外界影響,以便還傳感器一個(gè)“清白”!

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