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環(huán)境濕度:影響氣體傳感器與氣體檢測儀數(shù)值的主要因素之一

更新時間:2022-06-16  |  點擊率:2145

環(huán)境濕度:影響氣體傳感器與氣體檢測儀數(shù)值的主要因素之一

大多數(shù)氣體傳感器對環(huán)境濕度是敏感的。濕度歸根結(jié)締就是氣態(tài)水,水如果參與了化學變化或物理過程,那么傳感器就有讀數(shù)了;如果水在整個化學變化或物理過程中所起的作用很小,那么它所帶來的影響就比較小了。絕對不受濕度影響的氣體傳感器是不存在的。

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(東日瀛能 SK-500-GAS-Y 可燃有毒有害氣體濃度傳感器模組)

不同傳感器的使用濕度范圍是怎樣的?

催化燃燒傳感器(LEL):

LEL的使用濕度范圍很寬,從0-100%RH都可以使用。在濕度高的情況下,電壓輸出會有些變化,一般不超過3%LEL。

電化學傳感器(EC):

電化學傳感器溫度范圍也比較寬,一般能夠長期使用的范圍是15%RH-85%RH。對EC傳感器最有利的濕度是20℃時候的60%RH,此時的傳感器內(nèi)部電極表面,黑色的催化劑一半在電解液里,一半在電解液外,可以和氣體接觸。

非色散紅外傳感器(NDIR):

NDIR傳感器的濕度范圍在0%RH-90%RH。NDIR傳感器喜歡干,不喜歡濕,特別不能接觸冷凝水。

光離子化傳感器(PID):

PID傳感器的濕度范圍在0%RH-90%RH。PID不怕干,但怕濕,這是絕大多數(shù)物理傳感器的共性。和NDIR不同的是,在濕度高的時候,PID的讀數(shù)會偏小,而不是偏大。

金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器(MOS):

MOS傳感器的濕度性能可以說是相當糟糕的,在0%RH-90%RH范圍之內(nèi),可能會有10%以上的偏移。

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(東日瀛能 SK-500-GAS-Y 可燃有毒有害氣體濃度傳感器模組)

環(huán)境溫度是如何影響氣體濃度測量結(jié)果的?

催化燃燒傳感器(LEL):

濕度高的空氣會改變催化珠表面的溫度,從而導(dǎo)致傳感器輸出的電壓會有少量的改變,改變量一般不到1mV

電化學傳感器(EC):

當濕度小于15%RH的時候,如果長期使用,傳感器內(nèi)電解液逐漸失水,催化劑慢慢變干,氣體催化的效率和離子轉(zhuǎn)移的效率會變低。所表現(xiàn)出來的現(xiàn)象就是:靈敏度變低,響應(yīng)時間變長,回零時間變長,整個測量過程變得不可控。這時,傳感器就失效了,需要更換。

當濕度大于85%RH的時候,如果長期使用,傳感器內(nèi)部電解液會逐漸吸水,催化劑慢慢被電解液漫過,催化劑很難接觸到氣體,氣體催化的效率會變低。所表現(xiàn)出來的現(xiàn)象就是:靈敏度變低,響應(yīng)時間變長,嚴重的,電解液吸水過多會漫出傳感器。這時,傳感器就失效了,需要更換。

非色散紅外傳感器(NDIR):

NDIR傳感器可以長期在0%RH環(huán)境里工作,但不能長期在85%RH濕度以上工作。其主要原因是NDIR傳感器內(nèi)部都是電子元件,如果濕度高,電子元器件容易短路而損壞。

另外一方面,氣態(tài)水的紅外吸收峰很寬,很多氣體如果用紅外傳感器測量,很容易受到干擾,而使讀數(shù)偏高。甲烷氣體的測量就容易受到干擾,而CO2測量就不容易受到干擾。因此,NDIR原理的CO2傳感器的濕度性能比CH4傳感器好很多。

光離子化傳感器(PID):

PID的濕度漂移是因為水蒸氣吸收了一部分紫外光子,使得被電離的被測分子變少了,因此流過電路的電子就變少了,繼而測得的電流也就少了,最終所得到的讀數(shù)就變小了。濕度的問題是PID原理本身無法克服的,如果要很好的濕度性能,還需要做濕度補償。

金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器(MOS):

MOS傳感器的濕漂,其根本原因是催化劑的性能和硅片上的PN結(jié)的電阻會隨著濕度變化而變化。這也是MOS傳感器一直用在民用領(lǐng)域,而不能進入工業(yè)領(lǐng)域的原因之一。

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(東日瀛能 SK-500-GAS-Y 可燃有毒有害氣體濃度傳感器模組)

如何消除環(huán)境溫度帶來的影響?

催化燃燒傳感器(LEL):

一般不需要濕度補償,濕度對讀數(shù)的影響一般在3%LEL之內(nèi)。

非色散紅外傳感器(NDIR):

如果是測CH4,讀數(shù)正偏差可能在3%LEL-5%LEL之間,有濕度補償最好,沒有也可以通過消防認證。如果測CO2或其它毒氣,就不需要濕度補償了。

如果所測量的氣體濃度非常低,例如PPM級別,那么就不是僅僅需要濕度補償?shù)膯栴}了,而是需要降濕度。

光離子化傳感器(PID):

如果所測氣體濃度是PPM級濃度的,不用濕度補償問題不大,濕度所造成的偏差遠遠小于PID本身的長期穩(wěn)定性所帶來的偏差。

如果所測氣體濃度是PPB級濃度的,最好還是用濕度補償。

金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器(MOS):

必須做濕度補償,但從實際應(yīng)用上,沒有人會為MOS傳感器的讀數(shù)做濕度補償,因為濕度傳感器的價格比MOS傳感器本身貴10倍以上。如果濕度性能不合適,用戶一般會用其它技術(shù)類型的氣體傳感器替代MOS傳感器。


東日瀛能 SK/MIC-800-GAS-Y 便攜式可燃有毒有害氣體濃度檢測儀

檢測儀器

東日瀛能SK/MIC-600-GAS-Y固定式可燃有毒有害氣體濃度檢測儀、SK/MIC-800-GAS-Y便攜式可燃有毒有害氣體濃度檢測儀以及SK-500-GAS-Y可燃有毒有害氣體傳感器模組采用催化燃燒、電化學、熱導(dǎo)、紅外NDIRPID光離子等原理的進口傳感器,抗中毒,高穩(wěn)定性高精度,可實時在線監(jiān)測其濃度,自帶顯示與聲光報警。固定式自帶4-20MA、RS485以及開關(guān)量輸出,可定制無線傳輸數(shù)據(jù),高低報警值自由設(shè)置,當氣體濃度超標時,自動發(fā)出85dB以上的報警聲響,聯(lián)動排氣扇等設(shè)備,做出相應(yīng)的防護動作。精度高、穩(wěn)定性強、誤差率低;配備工業(yè)級鋁合金防護外殼,堅固耐用。


東日瀛能 SK/MIC-600-GAS-Y 可燃有毒有害氣體濃度檢測儀

 


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