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- 氣體傳感器的選擇及應(yīng)用
- 來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2012/8/22
氣體傳感器是一種將某種氣體體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化成對應(yīng)電信號的轉(zhuǎn)換器,F(xiàn)在市面上有各種各樣的氣體傳感器。應(yīng)用也相當(dāng)廣泛。氣體傳感器在民用、工業(yè)、環(huán)境檢測等方面都有著廣泛的應(yīng)用。
1、根據(jù)測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型。要進(jìn)行—個具體的測量工作,首先要考慮采用何種原理的傳感器,這需要分析多方面的因素之后才能確定。因為,即使是測量同一物理量,也有多種原理的傳感器可供選用,哪一種原理的傳感器更為合適,則需要根據(jù)被測量的特點(diǎn)和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題:量程的大;被測位置對傳感器體積的要求;測量方式為接觸式還是非接觸式;信號的引出方法,有線或是非接觸測量;傳感器的來源,國產(chǎn)還是進(jìn)口,價格能否承受,還是自行研制。在考慮上述問題之后就能確定選用何種類型的傳感器,然后再考慮傳感器的具體性能指標(biāo)。
2、靈敏度的選擇通常,在傳感器的線性范圍內(nèi),希望傳感器的靈敏度越高越好。因為只有靈敏度高時,與被測量變化對應(yīng)的輸出信號的值才比較大,有利于信號處理。但要注意的是,傳感器的靈敏度高,與被測量無關(guān)的外界噪聲也容易混入,也會被放大系統(tǒng)放大,影響測量精度。因此,要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比,盡量減少從外界引入的于擾信號。傳感器的靈敏度是有方向性的。當(dāng)被測量是單向量,而且對其方向性要求較高,則應(yīng)選擇其它方向靈敏度小的傳感器;如果被測量是多維向量,則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。
3、響應(yīng)特性(反應(yīng)時間)。傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測量的頻率范圍,必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測量條件,實際上傳感器的響應(yīng)總有—定延遲,希望延遲時間越短越好。傳感器的頻率響應(yīng)高,可測的信號頻率范圍就寬,而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響,機(jī)械系統(tǒng)的慣性較大,因有頻率低的傳感器可測信號的頻率較低。在動態(tài)測量中,應(yīng)根據(jù)信號的特點(diǎn)(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機(jī)等)響應(yīng)特性,以免產(chǎn)生過火的誤差。
4、線性范圍。傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講,在此范圍內(nèi),靈敏度保持定值。傳感器的線性范圍越寬,則其量程越大,并且能保證一定的測量精度。在選擇傳感器時,當(dāng)傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求。但實際上,任何傳感器都不能保證絕對的線性,其線性度也是相對的。當(dāng)所要求測量精度比較低時,在一定的范圍內(nèi),可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的,這會給測量帶來極大的方便。
在民用方面氣體傳感器的應(yīng)用主要體現(xiàn)在廚房里檢測天然氣、液化石油氣和城市煤氣等民用燃?xì)獾男孤,檢測微波爐中食物烹調(diào)時產(chǎn)生的氣體從而自動控制微波爐烹調(diào)食物;住房、大樓、會議室和公共娛樂場所用以堅持二氧化碳、煙霧、臭氧和難聞氣體,并控制空氣凈化器或電風(fēng)扇自動運(yùn)轉(zhuǎn);高層建筑物用于檢測火災(zāi)苗頭并報警。目前,民用領(lǐng)域是半導(dǎo)體金屬氧化物氣體傳感器的主要應(yīng)用領(lǐng)域。這主要是因為半導(dǎo)體金屬氧化物氣體傳感器的價格便宜,性能也能滿足家庭報警器的要求。
氣體傳感器在工業(yè)應(yīng)用主要是應(yīng)用在石化工業(yè)中檢測二氧化碳、氮氧化合物、硫氧化物、氨氣、硫化氫及氯氣等有害氣體;半導(dǎo)體和微電子工業(yè)檢測有機(jī)溶劑和磷烷等劇毒氣體;電力工業(yè)檢測電力變壓器油變質(zhì)過程中產(chǎn)生的氫氣;食品工業(yè)檢測肉類等易腐敗食物的新鮮度;汽車和窯爐工業(yè)檢測廢氣中氧氣,以控制燃燒,實現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保雙重目標(biāo);公路交通檢測駕駛員呼氣中乙醇?xì)鉂舛,防止酒后開車,減少交通事故。
環(huán)境檢測當(dāng)然也離不開氣體傳感器,比如應(yīng)用傳感器檢測氮的氧化物、硫的氧化物、氯化氫等引起酸雨的氣體;檢測二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、臭氧、氟里昂等溫室效應(yīng)氣體;檢測臭氧、氟里昂等破壞臭氧層的氣體;檢測氨氣、硫化氫和氣體難聞氣體等。
綜上所述,氣體傳感器根據(jù)其不同的功能在民用、工業(yè)、環(huán)境檢測都有很大的作用。未來經(jīng)過對傳感器的進(jìn)一步改造,其應(yīng)用的范圍會越來越廣泛。我們將在更多的場合見到氣體傳感器的應(yīng)用。
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