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氣體檢測(cè)傳感器的主要參數(shù)

發(fā)布日期:2020/12/02 訪(fǎng)問(wèn)量: 8263

氣體檢測(cè)電化學(xué)傳感器的主要參數(shù)包括:量程范圍(RANGE)、靈敏度(SENSITIVITY) 、響應(yīng)時(shí)間(Response Time)、恢復(fù)時(shí)間(Recovery Time)和歸零時(shí)間、分辨率(Resolution)、重復(fù)性(Repeatability)、基線(xiàn)偏移(Baseline Offset)、基線(xiàn)漂移(Baseline Shift)、負(fù)載電阻 (Load Resistor)、偏置電壓 (Bias Voltage)、壓力范圍(Pressure Range)、濕度范圍(Humidity Range)、長(zhǎng)期漂移(Long Term Output Drift)、保存溫度(Storage Temperature)、開(kāi)路電壓(Open Circuit Voltage)、最大短路電流(Short Circuit Current)、交叉干擾(Cross Sensitivity)、干擾氣體過(guò)濾器(Filter)。

1. 量程范圍(RANGE)

定義:能夠保證傳感器規(guī)格書(shū)所列各項(xiàng)參數(shù)的最高氣體濃度。

量程范圍有多寬?

不同的氣體傳感器都有各自的量程范圍,低至1ppm,高至100%vol。1ppm量程的傳感器是測(cè)量特毒的毒氣,100%vol量程的是測(cè)量高濃氧氣。醫(yī)療氧傳感器的量程比較特殊,例如:200,000%mbar,這個(gè)單位的意思是在大約2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,傳感器最高能測(cè)到100%vol,計(jì)算式為2,000mbar*100%vol=200,000%mbar。(1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=1013mbar)

2. 靈敏度(SENSITIVITY)

定義:被測(cè)氣體改變一個(gè)單位濃度,傳感器輸出電流或電壓的改變量。靈敏度單位如:nA/ppm或uA/ppm等等。

3. 響應(yīng)時(shí)間(Response Time)

定義:傳感器信號(hào)從零點(diǎn)上升到通氣平衡點(diǎn)一定百分比,所需的時(shí)間成為響應(yīng)時(shí)間,通常用T90來(lái)描述。從零點(diǎn)上升到平衡信號(hào)值的50%所需要的時(shí)間稱(chēng)為T(mén)50,從零點(diǎn)上升到90%所需的時(shí)間稱(chēng)為T(mén)90,從零點(diǎn)上升到97%所需的時(shí)間成為T(mén)97。

4. 恢復(fù)時(shí)間(Recovery Time)和歸零時(shí)間

恢復(fù)時(shí)間定義:恢復(fù)時(shí)間是表述傳感器從標(biāo)準(zhǔn)氣體回復(fù)到零點(diǎn)氣體時(shí),信號(hào)回復(fù)快慢的一個(gè)參數(shù)。常用的是RT90,它的意思是,從傳感器通氣平衡狀態(tài)恢復(fù)到10%信號(hào)所花的時(shí)間。例如,CO標(biāo)準(zhǔn)氣是500ppm,當(dāng)傳感器信號(hào)從500ppm回到50ppm(500ppm*10%=50ppm)的這段時(shí)間,就是RT90了。

歸零時(shí)間定義:歸零時(shí)間是表述從傳感器通氣平衡狀態(tài)恢復(fù)到3個(gè)分辨率的讀數(shù)所需要的時(shí)間。例如,CO傳感器的分辨率是1ppm,標(biāo)準(zhǔn)氣是500ppm,當(dāng)傳感器信號(hào)從500ppm回到3ppm的這段時(shí)間,就是歸零時(shí)間了。

5. 分辨率(Resolution)

定義:分辨率是描述傳感器能夠分辨的最小的氣體濃度改變量的參數(shù)。分辨率和靈敏度和噪聲相關(guān),類(lèi)似電子技術(shù)里面的一個(gè)參數(shù)——信噪比。計(jì)算公式是:分辨率=3 X 60秒信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)差/靈敏度

6. 重復(fù)性(Repeatability)

定義:在同一天之內(nèi),每小時(shí)通氣一次同樣濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣,獲得6次通氣平衡的讀數(shù),然后計(jì)算6次讀數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差。該標(biāo)準(zhǔn)差越接近于零,說(shuō)明傳感器的重新性越好。

7. 基線(xiàn)偏移(Baseline Offset)

定義:基線(xiàn)偏移又叫零點(diǎn)偏移,它是一個(gè)統(tǒng)計(jì)量,同種傳感器,統(tǒng)計(jì)至少50只個(gè)體,按照3倍標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算出來(lái)的基線(xiàn)差異。例如,±2 ppm CO equivalent,其意義是:在室溫環(huán)境中,所有出廠(chǎng)的CO傳感器在純凈的空氣中的輸出信號(hào),折合成CO讀數(shù),都在[-2ppm, +2ppm]范圍之內(nèi)。這個(gè)參數(shù)有些類(lèi)似于運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓Voff,懂電子學(xué)的朋友們也許會(huì)知道得多一些。

8. 基線(xiàn)漂移(Baseline Shift)

定義:又叫零點(diǎn)漂移,也是一個(gè)統(tǒng)計(jì)量,指的是傳感器在不同的溫度下工作的時(shí)候,零點(diǎn)隨溫度變化的值。

9. 負(fù)載電阻 (Load Resistor)

定義:EC傳感器和感應(yīng)電極相連接的電阻,一般稱(chēng)為RL或Rload。

10. 偏置電壓 (Bias Voltage)

定義:偏置電壓是感應(yīng)電極電壓值和參考電極電壓值的差,即Vbias=VS-VR。

11. 壓力范圍(Pressure Range)

定義:EC傳感器能夠正常工作的大氣壓范圍,通常用mBar來(lái)表示。

注:一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓是101.3kPa,合1013mBar。

12. 濕度范圍(Humidity Range)

定義:傳感器能夠正常工作的濕度范圍。

13. 長(zhǎng)期漂移(Long Term Output Drift)

定義:傳感器的靈敏度隨著時(shí)間的變化的量,一般以%來(lái)表示。

14. 保存溫度(Storage Temperature)

定義:傳感器在沒(méi)有使用的時(shí)候,對(duì)傳感器壽命最有利的溫度。EC傳感器最合適的保存溫度是0℃ ~ 20℃。

15. 開(kāi)路電壓(Open Circuit Voltage)

定義:當(dāng)傳感器開(kāi)路時(shí),感應(yīng)電極和對(duì)電極之間能達(dá)到的最高電壓差。

16. 最大短路電流(Short Circuit Current)

定義:當(dāng)傳感器短路時(shí),感應(yīng)電極和對(duì)電極之間能達(dá)到的最高電流值。

17. 交叉干擾(Cross Sensitivity)

定義:檢測(cè)某特定氣體的EC傳感器對(duì)其它氣體也有響應(yīng),并不能做到對(duì)單一氣體響應(yīng)。簡(jiǎn)寫(xiě)“X$”。

18. 干擾氣體過(guò)濾器(Filter)

定義: EC傳感器為過(guò)濾掉一些干擾氣體,會(huì)在傳感器內(nèi)部放置物理的或化學(xué)的過(guò)濾器,從而盡量減少交叉干擾。


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