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傳感器能測的可燃氣濃度就會越小。傳感器的輸出電壓如果超過了規格書所規定的范圍,可能會損壞!
電化學傳感器(EC):
因為EC傳感器內部有液體,因此其壓力范圍不會很寬,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。
非色散紅外傳感器(NDIR):
NDIR傳感器的壓力范圍可以很寬,從0-2個大氣壓沒有問題。其壓力范圍取決于光源和探測器的耐壓。如果光源是玻璃燈泡,則玻璃燈泡是有耐壓的。紅外探測器是用金屬殼體和紅外濾波片密封封裝的,因此,探測器也有耐壓的問題。
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。特別是當溫度很高或很低時,PID并不耐壓。
金屬氧化物半導體傳感器(MOS):
MOS傳感器是實心的,內部也沒有液體,因此比較耐壓。0-2個大氣壓沒有問題。
二、氣體壓力是如何影響氣體濃度測量結果的?
無論是哪種氣體傳感器,實際上都是測的被測氣體的濃度。當壓力增大后,物理和化學變化狀態一定會發生變化,從而使得讀數變大了。
三、如何消除環境壓力帶來的影響?
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了,例如美國的Honeywell、國內的敏芯,都有各種量程、不同分辨率和封裝形式的壓力傳感器供應。
電化學傳感器(EC):
首先要將氣室設計好,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,要讓氣體流過的時候有泄壓的縫隙,不要密封。如下圖,就是一個4系列傳感器的標定帽,它能夠保證氣室內外壓力幾乎一樣。
其次,當氣體壓力實在無法保證常壓的情況下,需要做壓力補償,電化學傳感器靈敏度-壓力系數基本是線性的。
非色散紅外傳感器(NDIR):
NDIR也要做壓力補償,但是壓力和讀數并非線性關系。不同氣體的壓力-讀數補償關系也不一樣,需要大量的實驗來驗證。上面圖中是CO2的壓力補償曲線。請注意,該公式是不能用到其他氣體的。
光離子化傳感器(PID):
PID也要做壓力補償,但是壓力和讀數并非線性關系。不同氣體的壓力-讀數補償關系也不一樣,需要大量的實驗來驗證。
金屬氧化物半導體傳感器(MOS):
幾乎沒有人用MOS在高壓和低壓的情況下使用。因為其溫度性能、濕度性能不適合做氣體分析和工業監測,只適用于家庭報警,和常壓下使用。