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如何挑选气体传感器?它的检测效果与哪些因素有关?



       气体传感器的检测对象是气体,而我们都知道大多数气体是较容易发送变化的,而气体自身的变化情况也成为了气体传感器检测效果的影响因素。

(1)老化时间


       大多数气体传感器在使用之前需要进行老化,尤其是对于电化学传感器。适当的老化时间可以使传感器具有稳定的输出。

       在电化学传感器的运输过程中或在存储过程中,一些杂质很容易吸附在电极表面上,因此,当传感器刚通电时,传感器读数通常会出现零点偏高和输出值跳跃的现象。此时,如果进行气体浓度测量,则获得的测试结果显然是不准确的。因此,对气体传感器进行适当的老化可以得到稳定的输出,从而减小其对传感器读数的影响。

(2)气压


       气体传感器是用于测量气体浓度的,当气体被压缩时,气体的相对浓度不会增加,但绝对浓度会增加。换句话说,在单位体积的空间中,被测气体的分子数量增加,因此气体的压力增加,并且传感器的读数将随着相对浓度常数的增加而增加。

       为了消除环境压力的影响,必须首先设计测试工具。传感器测量的气体不能向垂直于传感器的顶面吹,而必须平行于传感器的顶面吹过。 其次,如果在气流流动时存在压力释放的间隙,则最好不要将其密封。这将确保气室内的压力与外部压力几乎相同,从而消除外部压力对测试结果的影响。

(3)气体浓度


       对于电化学传感器,输出电流随所测气体浓度发生线性变化。一旦测得的气体浓度发生变化,传感器的输出信号就会随之变化。另外,气体如果被吸附也会降低气体浓度,例如 SO2、 NH3、 NO2等都是吸附性很强的气体。因此,在监测这类气体时,使用聚四氟乙烯管气路,以减少气体吸附。在测试开始时,应先通风5分钟,以排出气路中的空气。

(4)环境温度和湿度


       大多数气体传感器对环境温湿度都比较敏感。如果湿度发生显着变化(例如,从装有空调的干燥环境中进入室外潮湿空气环境),则空气中的水蒸气将驱赶氧气,这可能会导致氧气读数跌落高达0.5%。 在短时间内环境温度越高,化学反应越剧烈,容易影响气体传感器的精度和检测过程中的传感器信号输出。

       如果传感器长时间处于高温低湿的环境中,很容易使电解质蒸发并变干,这将导致电子传输受到限制,内部电阻增加,响应速度变慢,并降低灵敏度,影响传感器寿命。为了减少环境温湿度对气体传感器的影响,温湿度补偿是最直接有效的解决方案。 

       所以在选择气体传感器时,我们需要从以下几个因素来考虑:

(1)灵敏度的选择


       通常,在传感器的线性范围内,希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时,与被测量变化对应的输出信号的值才比较大,有利于信号处理。但要注意的是,传感器的灵敏度高,与被测量无关的外界噪声也容易混入,也会被放大系统放大,影响测量精度。

(2)线性范围


       传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲,在此范围内,灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽,则其量程越大,并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时,当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。

(3)根据测量对象与测量环境


       根据测量对象与测量环境确定传感器的类型。 要进行—个具体的测量工作,首先要考虑采用何种原理的传感器,这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为,即使是测量同一物理量,也有多种原理的传感器可供选用,哪一种原理的传感器更为合适。

(4)响应特性 (反应时间)


       传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围,必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件,实际上传感器的响应总有—定延迟,希望延迟时间越短越好。 
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