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造成气体传感器的读数不准因素有哪些?

2019-04-03 14:16

我们都知道,传感器一般而言测量的数据都是比较准确的,但是气体传感器读数准确性相较而言会受许多因素影响,那么有哪些因素会造成气体传感器的读数不准呢?下面,就为大家具体整理了影响气体传感器读数准确性的5大因素,希望能对大家有所帮助。

1.气体浓度

对于电化学传感器来说,其输出电流随被测气体浓度呈线性变化,一旦被测气体浓度发生变化,传感器输出信号也便随之发生变化。例如:苯标气,当使用苯传感器进行测试时,经常遇到检测不到苯气体的信号,或者信号很小。这是由于苯气体相比于空气密度较大,因此在钢瓶中易出现苯气体下沉现象,导致传感器检测时无信号输出,抑或输出信号很小。

另外气体被吸附也会导致气体浓度降低,比如CL₂、SO₂、NH₃、NO₂、HCL、HF等吸附性很强的气体,可能观察到的现象是,打开阀门几分钟的时间内,传感器测试输出信号比较低。因此气体吸附也是影响传感器读数的一个常见因素,建议使用聚四氟乙烯管气路,以降低气体吸附。并且在测试初始时,应预先进行通气5分钟,以便将气路中的空气排出。

2.环境温湿度

绝大多数的气体传感器对环境温湿度很是敏感,如湿度变化明显(如从带空气调节的干燥环境进入室外潮湿空气环境时),则空气中的水蒸气会驱赶氧气,导致氧气读数可能造成跌落最多达0.5%。

下面,我们就来看看环境温湿度对气体传感器的具体影响:

(1)对零点的影响

电化学传感器的零点是指其在洁净空气中的信号输出,零点信号的造成大多数是因为空气中的干扰气体或者是传感器电极本身具有一些杂质,导致发生化学反应,并释放出信号。

众所周知,化学反应受温度的影响是很明显的,随着温度的升高,化学反应也就会越来越剧烈,因此,也便造成零点越高,反之亦然。

(2)对灵敏度的影响

环境温湿度对气体传感器灵敏度的影响与上述现象相似,即短时间内温度越高,化学反应越剧烈,很容易在检测过程中影响传感器输出信号的准确性。

(3)对寿命的影响

如果传感器长时间处于高温低湿的环境中,很容易出现电解液挥发干涸的现象,从而导致电子的传输收到制约,内阻增大,反应速度变慢,灵敏度降低,变现为传感器灵敏度衰减,直接影响传感器使用寿命。

电化学传感器温度范围比较窄,一般是-20℃到55℃。能够长期使用的湿度范围是15%RH--90%RH,最有利的湿度是20℃时候的60%RH。

为了降低温度带来的影响,温湿度度补偿是最直接有效的解决办法。

3.气体压强

气体传感器是用来测量气体浓度的,当气体被压缩的时候,气体的相对浓度并不会增加,但是绝对浓度会增加。也就是说,在单位体积的空间里,所包含的被测气体分子数增加了,因此在其相对浓度不变的情况下,气体的压强增加,传感器的读数也会随之增加。

那么,如果消除环境压力带来的影响呢?

首先要将测试工装设计好,传感器测量的气体不能垂直吹向传感器顶面,而是要平行于传感器的顶面吹过。

其次,要让气流流过的时候有泄压的缝隙,最好不要密封,这样便能够保证气室内外压力几乎一样,进而消除外界压力对测试结果带来的影响。

4.老化时间

大多数气体传感器在使用前需要对其进行老化,电化学传感器更是如此,合适的老化时间能够使传感器具有稳定的输出。

电化学传感器在运输过程中,或者在搁置期间,电极表面很容易吸附一些杂质,使得在刚通电时,传感器读数经常出现零点偏高,抑或输出值跳动等现象。此时如若进行测试气体,其得到的测试结果明显有误差。因此,对其进行合适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。

5.平衡气

据统计,电化学传感器有20多种,绝大多数毒气是还原性的气体,然而还原性气体被氧化时需要氧气进行参与,包括CO、H2S、SO₂、NH₃、PH₃等等。在测试此类气体时,如果氧气供应不足,就很容易影响传感器信号输出,常见的现象即是灵敏度偏低,抑或输出信号先升高后降低。因此,在使用电化学传感器测试还原性气体时,尽可能采用空气平衡气体。

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