氣體壓強是影響氣體傳感器和氣體檢測儀數值的主要因素之一

氣體傳感器是一種測量氣體組分及濃度的檢測設備，而當氣體被壓縮的時(shí)候，氣體的相對濃度（%VOL）并不會(huì )增加，但是其絕對濃度增加了。也就是說(shuō)，在單位體積空間內，所包含的被測氣體分子數增加了。因此，在當氣體相對濃度不變的情況下，氣體壓強增加，氣體傳感器的讀數也會(huì )出線(xiàn)相應的增加。在我們日常溝通中，經(jīng)常將壓強說(shuō)成壓力。因此，在下文中，我也就用壓力一詞代替壓強，為的是和日常叫法保持一致。

在介紹氣體傳感器使用壓力范圍之前，需要簡(jiǎn)單介紹一下氣體壓力的單位，最常見(jiàn)的單位是大氣壓，一個(gè)大氣壓為0.1MPa，或者叫100KPa，或者叫1000hPa，這個(gè)壓力相當于10M高的水柱對容器底面產(chǎn)生的壓強。

不同傳感器的使用壓力范圍是怎樣的？

催化燃燒傳感器（LEL）：LEL傳感器是物理傳感器，壓力范圍可以很寬，從0-2個(gè)大氣壓使用都沒(méi)有問(wèn)題。但要注意，氣體壓力越大，LEL傳感器能測的可燃氣濃度就會(huì )越小。傳感器的輸出電壓如果超過(guò)了規格書(shū)所規定的范圍，可能會(huì )損壞哦！

電化學(xué)氣體傳感器（EC）：因為電化學(xué)氣體傳感器內部有液體，因此其壓力范圍不會(huì )很寬，通常都是1±0.2大氣壓。壓力過(guò)大，傳感器可能會(huì )導致漏氣或漏液，壓力過(guò)小，電解液也會(huì )從傳感器頂部漫出來(lái)，導致傳感器失效。

非色散紅外氣體傳感器（NDIR）：NDIR氣體傳感器的壓力范圍可以很寬，從0-2個(gè)大氣壓沒(méi)有問(wèn)題。其壓力范圍取決于光源和探測器的耐壓。如果光源是玻璃燈泡，則玻璃燈泡是有耐壓的。紅外探測器是用金屬殼體和紅外濾波片密封封裝的，因此，探測器也有耐壓的問(wèn)題。

光離子化傳感器（PID）：PID傳感器的壓力范圍不寬，一般都是1±0.1個(gè)大氣壓。范圍不寬的主要原因是紫外燈是由玻璃管和晶體封裝而成，并不耐壓。特別是當溫度很高或很低時(shí)，PID并不耐壓。

金屬氧化物半導體傳感器（MOS）：MOS傳感器是實(shí)心的，內部也沒(méi)有液體，因此比較耐壓。0-2個(gè)大氣壓沒(méi)有問(wèn)題。

氣體壓力是如何影響氣體濃度測量結果的？

無(wú)論是哪種氣體傳感器，實(shí)際上都是測的被測氣體的絕對濃度。當壓力增大后，物理和化學(xué)變化狀態(tài)一定會(huì )發(fā)生變化，從而使得讀數變大了。

如何消除環(huán)境壓力帶來(lái)的影響？

催化燃燒傳感器（LEL）：需要做壓力補償，現在小型化的MEMS工藝的壓力傳感器已經(jīng)很成熟了，例如美國的Honeywell、國內的敏芯，都有各種量程、不同分辨率和封裝形式的壓力傳感器供應。

電化學(xué)氣體傳感器：首先要將氣室設計好，氣體不能垂直吹向傳感器頂面，而要平行于傳感器頂面吹過(guò)。其次，要讓氣體流過(guò)的時(shí)候有泄壓的縫隙，最好不要密封。最后，當氣體壓力實(shí)在無(wú)法保證常壓的情況下，需要做壓力補償，電化學(xué)氣體傳感器靈敏度-壓力系數基本是線(xiàn)性的。

非色散紅外傳感器（NDIR）：NDIR氣體傳感器也要做壓力補償，但是壓力和讀數并非線(xiàn)性關(guān)系。不同氣體的壓力-讀數補償關(guān)系也不一樣，需要大量的實(shí)驗來(lái)驗證。

光離子化傳感器（PID）：PID也要做壓力補償，但是壓力和讀數并非線(xiàn)性關(guān)系。不同氣體的壓力-讀數補償關(guān)系也不一樣，需要大量的實(shí)驗來(lái)驗證。

金屬氧化物半導體傳感器（MOS）：幾乎沒(méi)有人用MOS在高壓和低壓的情況下使用。因為其溫度性能、濕度性能不適合做氣體分析和工業(yè)安全監測，只適用于家庭報警，和常壓下使用。

文章來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )，若有侵權，請聯(lián)系我們刪除。