气体传感器特性及采样介绍 传感器, 化学, 电信号

sensorshome

气体检测系统中最核心的部分当属气体传感器了,它通常安装于探测头内。它是待测气体的性质和浓度特性转化成能识别的电信号输出。探测头对待测气体进行调理，将其中的杂质和干扰气体过滤掉,然后对待测气体进行干燥或制冷处理、对样品进行抽吸，甚至进行化学处理，以便化学传感器能够快速精确的测量。   
    气体传感器从原理上讲应该属于化学传感器的一种。它在分类标准的问题上目前还没有完全统一，要对其进行严格的系统分类难度很大。传感器之家是从待测气体的性质进行划分的，主要有一氧化碳、二氧化碳、氧气、烷类、二氧化硫等等 ，相关产品都有厂家发布，可以看下详细介绍。下面来说下这些参数的意义。
1、灵敏度   
    灵敏度是指传感器输出变化量与输入变化量之比，它取决于制造传感器结构中所使用的技术。大多数气体传感器从原理上讲都是基于生物化学、电化学等效应。设计传感器之前首先要考虑运用哪种敏感技术，要了解目标气体的阀限制或最低爆炸极限等条件，传感器需要有足够的灵敏度，不然会对测量有危险。
2、选择性   
    选择性常常被称做交叉灵敏度。通常测量的气体都是混合的，这样传感器的这种特性在追踪多种气体的应用中就显得相当重要了，然而选择性在测量过程中会降低重复性和数据的可靠性，理想的气体传感器应当要有高灵敏度和高选择性。选择性是指在测量的时候通过某一种浓度的干扰气体所产生的传感器响应，来确定同等浓度的目标气体的传感器响应，它们之间是互通的。
3、稳定性   
    稳定性是指传感器在使用过程中输出的稳定性，影响稳定性的因素有零点漂移和区间漂移。零点漂移是指在测量的时候没有目标气体存在，传感器输出的变化。这种情况可以根据需要进行调零处理。区间漂移是指传感器在对待测气体进行连续测量的时候输出响应的变化，表现为传感器输出信号在工作时间内的降低。理想的气体传感器在持续工作中，每年零点漂移应当不超过百分之十。   
4、抗腐蚀性   
    抗腐蚀性是指传感器暴露于高体积分数目标气体中的能力。设计的时候，传感器需要能够承受期望气体体积分数十到二十倍。
    气体传感器测量数据的准确性不仅于传感器的制造工艺有关，还与气体的采样方法有关。目前，对待测气体的采样主要通过简单扩散和将其吸入检测器。   
    简单扩散方法是利用气体从浓度高到浓度低的传播的特性。由于扩散的速度越来越慢，所以通过扩散法来测量的时候探头的安装位置要非常接近于待测点。扩散法的一个优点是对气体样本不需要进行处理，就直接引入传感器。样品吸入式探头通常用于采样位置接近处理仪器或排气管道。这种方法能够为气体传感器提供一个速度可控的稳定气流，通常用于待测环境中气流大小和流速经常变化的场合。目标气体从测量点要经过一段距离才能到测量探头，这个距离也很有讲究，距离太长，不但会造成测量滞后，还有可能造成气体吸附而影响浓度大小，这段距离的长度在传感器设计需要仔细考虑。