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1. 量程范围(RANGE)
定义:能够保证传感器规格书所列各项参数的最高气体浓度。
问:量程范围有多宽?
答:不同的气体传感器都有各自的量程范围,低至1ppm,高至100%vol。1ppm量程的传感器是测量特毒的毒气,100%vol量程的是测量高浓氧气。医疗氧传感器的量程比较特殊。
例如:200,000%mbar,这个单位的意思是在大约2个标准大气压下,传感器最高能测到100%vol,计算式为
2,000mbar*100%vol=200,000%mbar(1标准大气压=1013mbar)
问:输出和气体浓度是什么关系?
答:EC传感器有的是电流源,即输出电流和被测气体浓度成正比;有的是电压源,即输出电压和气体浓度成正比。这种“成正比”的关系在仪表行业称为“线性”,即被测气体浓度和输出电流或电压成线性。
问:什么是过载量程?
答:有些传感器的规格书上除了量程,还有一个参数叫“过载量程”(OVERLOAD RANGE)。这个参数是告诉用户:在这个浓度下,传感器可以短时间(几分钟)测量而传感器不会永久性损坏,但性能无法符合规格书上所列参数。如果超过过载量程,会造成传感器永久损坏。
常见单位:
• VOL%:指混合气体的浓度体积比。在检测二氧化碳、氧气时使用该单位;
• LEL%:指可燃气体爆炸下限的百分比。即可燃气体与空气混合时,遇到最小点火能量,发生爆炸的最低浓度。 • UEL%:可燃性气体与空气混合,着火导致爆炸产生的最高浓度值。
• PPM:PPM是英文part per million的缩写,表示百万分之几,体积浓度(ppm),表示一百万体积的空气中所含污染物的体积数。PPB: PPM是英文part per billion的缩写,气体浓度的10亿分之一。※1ppm=1000ppb
• 气体摩尔体积:单位物质的量的气体所占的体积,符号为Vm,常用单位L/mol 或m3/mol。在标准状况下(0℃,101KP的状态),1mol任何气体所占体积都约为22.4L。我们国家的标准规范也都是采用质量浓度单位(如:mg/m3)表示。
2.灵敏度(SENSITIVITY)
定义:被测气体改变一个单位浓度,传感器输出电流或电压的改变量。
问:灵敏度单位是什么?
答:对毒气传感器来说,最常见的单位是nA/ppm或uA/ppm。对常量氧传感器来说,其单位是uA@20.9%VOL O2,意思是在空气中,输出的电流是多少微安。对微量氧传感器来说,其单位是mV@20.9%vol O2,当然,我不赞成微量氧传感器放在空气中测试,因为微量氧传感器是测ppm级O2的,长时间暴露在空气中,会让它很快失效。对医疗氧气传感器来说,其单位是mV@20.9%vol O2,医疗氧气传感器的最大量程都是100%vol。
问:灵敏度会变化吗?在什么情况下会变化?
答:EC传感器的灵敏度是会变化的,影响灵敏度的因素包括:温度、湿度、压力、流速、寿命、干扰气体。以上参数,在规格书所定义的范围内变化是不会影响传感器寿命的,但如果超过了这些范围,传感器可能会受到不可逆的破坏。
3. 响应时间(Response Time)
定义:传感器信号从零点上升到通气平衡点一定百分比,所需的时间成为响应时间,通常用T90来描述。从零点上升到平衡信号值的50%所需要的时间称为T50,从零点上升到70%所需的时间称为T70,从零点上升到90%所需的时间称为T90。
问:为什么响应时间很重要?
答:因为气体传感器主要是保护人身安全的。当氧气或毒气超过对人体有害的范围,人员必须撤离该环境,撤离时间越短越好。因此,传感器响应时间越短,就留给撤离人员越多的时间。
问:如何确定零点,如何确定平衡点呢?
答:对于常规气体传感器,当它暴露在空气中,3分钟之内读数变化不超过一个分辨率,即认为是平衡了。具体地说,对O2传感器来说,读数变化不超过±0.1%,即认为是平衡了;对CO传感器来说,读数变化不超过1ppm,即认为平衡了;对H2S传感器来说,读数变化不超过0.1ppm,即认为平衡了;对分辨率为10ppm的H2传感器来说,读数变化不超过10ppm,即认为平衡了。
问:有的传感器通气后读数会一直上升,如何确定平衡点呢?
答:对于吸附性强的气体,其传感器的T90计算和CO、H2S常规气体是不一样的。例如,在NH3传感器的规格书上“T90”后面会跟上一句“