氣體是一種流動(dòng)的物質(zhì),氣體之所以流動(dòng)是因為有壓力差,壓力差越大,流速也就越大。對氣體傳感器而言,需要關(guān)心的并不是管路中總的流速,而是關(guān)心在傳感器進(jìn)氣口附近的氣體流速。傳感器進(jìn)氣口附近的空腔體積一般都不到10毫升,因此,我們通常建議的流速是以毫升/分鐘來(lái)度量。
提到流量,還需要解釋兩個(gè)通氣的模式,一種叫擴散模式,另外一種是泵吸模式。擴散模式,顧名思義,就是靠空氣的自然擴散進(jìn)入傳感器,這種靜態(tài)的擴散模式,流速并不適用,僅僅靠的是自然擴散;泵吸模式,就是靠泵來(lái)抽氣體,使氣體快速流動(dòng),流經(jīng)傳感器表面,以達到提升響應速度的目的。
催化燃燒傳感器(LEL):200ML/MIN到1L/MIN。催化珠本身對流量是敏感的,但是催化珠上罩有防風(fēng)罩,防風(fēng)罩外面還有粉末冶金的燒結片或多層的鋼絲網(wǎng)燒結片阻擋大氣流。
電化學(xué)氣體傳感器(EC):200ML/MIN到1L/MIN。電化學(xué)傳感器的進(jìn)氣口對流量已經(jīng)進(jìn)行了控制,因此內部的催化能力是遠遠大于進(jìn)入傳感器的量的。當外部氣流改變的時(shí)候,傳感器讀數變化很小。
但要注意的是,流量大了,會(huì )帶走EC傳感器內部的水分,導致傳感器在30天內失效。這一點(diǎn)在《環(huán)境濕度:影響氣體傳感器與氣體檢測儀數值的主要因素之一》中有具體的闡述。
非色散紅外傳感器(NDIR):200ML/MIN到2L/MIN。流量越大,響應越快。流量大對NDIR氣體傳感器來(lái)說(shuō),只有好處,沒(méi)有壞處,但要除塵和除水。
光離子化傳感器(PID):200ML/MIN到1L/MIN。PID傳感器必須使用泵吸模式,使用泵吸模式的好處是可以帶走被測氣體VOC。如果VOC長(cháng)期積累在UV燈和電極上,會(huì )形成一層油泥,這樣就需要清洗UV燈和電極了。
金屬氧化物半導體傳感器(MOS):200ML/MIN到1L/MIN。MOS傳感器通常都有加熱,流速大了會(huì )帶走熱量,降低溫度。
一般說(shuō)來(lái),流速對短時(shí)間之內的測量結果影響不大。如果流速在200ML/MIN到1L/MIN范圍之內,讀數改變量應該小于3%才是。當然,這個(gè)改變量不是不做任何努力,就理所應當可以獲得的結果。氣帽和走氣板的結構設計還是很講究的。
如何消除氣體流速帶來(lái)的影響?
催化燃燒傳感器(LEL):LEL傳感器一般都是隔爆設計,燒結片對氣流天然就有阻擋作用。又因為L(cháng)EL傳感器的靈敏度較大,因此氣流對催化燃燒傳感器的影響幾乎可以忽略。
電化學(xué)氣體傳感器(EC):需要控制氣流對EC傳感器的沖擊,要保證氣流是垂直于傳感器法向的。對于無(wú)吸附性的氣體來(lái)說(shuō),流量控制在200ML/MIN-600ML/MIN范圍內。對于有吸附性的氣體來(lái)說(shuō),氣體流量需要控制在500ML/MIN-1000ML/MIN。千萬(wàn)不要讓氣流平行于傳感器法向通氣,這樣氣流會(huì )從傳感器擴散孔長(cháng)驅直入,改變傳感器的靈敏度、重現性和響應時(shí)間。
非色散紅外傳感器(NDIR):基本不用做任何限制,NDIR氣體傳感器需要快速響應,進(jìn)入傳感器的氣流擴散速度要盡可能大。
光離子化傳感器(PID):和NDIR類(lèi)似,進(jìn)入傳感器的氣流擴散速度要盡可能大。
金屬氧化物半導體傳感器(MOS):一般的MOS傳感器都有加熱功能,氣流會(huì )帶走熱量,導致MOS工作溫度改變,從而造成傳感器靈敏度改變。因此,需要防止大氣流直接接觸MOS傳感器表面。和LEL傳感器一樣,使用燒結片是一個(gè)不錯的選擇。
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