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氣體傳感器的量程標(biāo)定方法介紹
來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2013/10/31

  氣體傳感器量程的標(biāo)定可以是相當(dāng)容易或非常復(fù)雜和昂貴,這取決于該氣體的種類和濃度的范圍。按照原則,為了到達(dá)滿意的精度,目標(biāo)氣體與背景環(huán)境氣體的平衡混合物是最好的標(biāo)定氣體。然而,雖然可以做到,但對操作工的技能要求比正常的要高。實(shí)際上,大多數(shù)的標(biāo)定氣體是從化學(xué)工廠買來的。

   1.預(yù)混合標(biāo)定氣體

  預(yù)混合標(biāo)定氣體的方法是氣體傳感器標(biāo)定的首選和最流行的方法。預(yù)混合標(biāo)定氣體可以被壓縮和存儲在一定壓力下的氣瓶中。這些瓶子的尺寸可以是任意的,但是在現(xiàn)場標(biāo)定時,人們喜歡尺寸小而輕的氣瓶。這些小而攜便的氣瓶可分為兩類:低壓和高壓氣體設(shè)備。

  低壓氣瓶瓶壁薄重量輕通常是不回收和一次性的。高壓氣瓶是為純化學(xué)危險(xiǎn)品設(shè)計(jì)的。對于標(biāo)定氣體,這些氣瓶通常壁很厚,可承受的壓力為2000psi。

  為了傳感器的標(biāo)定,使高壓氣體從高壓氣瓶中流出,需要一個減壓器。它是由壓力控制器、壓力表、流量限流孔組成。流量限流孔是一種在給定的壓力下,允許一定量的空氣流量所適合的極小線孔。

  在標(biāo)定過程中,為了得到適當(dāng)?shù)淖x數(shù),有些傳感器需要有潮濕度。這種加濕過程步驟同傳感器零點(diǎn)設(shè)置。

  2.滲透設(shè)備

  滲透設(shè)備是一個密封容器,裝有氣液相均衡化學(xué)物質(zhì)。氣體分子通過滲透容器的邊緣或頂蓋進(jìn)行滲透。氣體分子的滲透速率取決于物質(zhì)的滲透率和溫度。滲透率是長周期穩(wěn)定的。與滲透化學(xué)物質(zhì)混合形成的恒定的標(biāo)定氣體,在給出溫度后就知道其滲透率。這就需要恒溫口徑測量器和流量控制器。然而,滲透管連續(xù)以恒定速率輸送化學(xué)物質(zhì),隨著產(chǎn)生了存儲和安全問題。給定氣體的滲透率對于應(yīng)用來說可能是太高或太低。例如,高蒸汽壓的氣體滲透太快而非常低的蒸汽壓氣體化學(xué)物質(zhì)所具有的滲透率太低而沒有任何用途。

  滲透設(shè)備大多數(shù)可以在實(shí)驗(yàn)室中找到,常常應(yīng)用于分析儀器上。對于氣體監(jiān)視,傳感器標(biāo)定需要的濃度是典型的高滲透設(shè)備。因此它的應(yīng)用受到了限制。

  3.交叉標(biāo)定

  利用交叉標(biāo)定方法,主要是每個傳感器都遭受其他氣體的干擾。例如,要標(biāo)定100%LEL的乙烷氣體,通常用50%ELE的甲烷氣體來代替實(shí)際的乙烷氣體。這是因?yàn)橐彝樵谑覝貢r是液態(tài)具有低蒸汽壓。因此說使用精確的混合氣并保持它在高壓力下是很困難的。

  有兩種方法可完成甲烷作為標(biāo)定其他氣體的代用品。第一種方法是用甲烷標(biāo)定可燃?xì)怏w報(bào)警儀,同時,用所獲得的讀數(shù)乘以手冊中的響應(yīng)因數(shù)來代替其他氣體的讀數(shù)。最常用催化型傳感器就是如此。

  催化型傳感器是線系輸出,因此響應(yīng)因數(shù)的使用符合滿刻度量程。例如,當(dāng)用甲烷標(biāo)定傳感器時,戊烷的輸出僅僅是甲烷的一半。因此戊烷的響應(yīng)因數(shù)是0.5。所以當(dāng)傳感器實(shí)際檢測戊烷而用甲烷標(biāo)定時,讀數(shù)乘以0.5以獲得戊烷的讀數(shù)。

  第二種方法仍然是使用甲烷作為標(biāo)定氣,但是標(biāo)定讀數(shù)為雙倍值。例如,使用50%LEL的甲烷標(biāo)定氣標(biāo)定100%LEL戊烷。雖然標(biāo)定時使用的是甲烷氣,但儀器標(biāo)定后,其讀數(shù)為戊烷氣體的濃度。

  許多低量程有害氣體傳感器可以使用交叉氣體標(biāo)定。同樣,紅外線探測器對于任何氣體都以相同的波長吸收,可以使用交叉標(biāo)定的方法。交叉標(biāo)定方法的優(yōu)點(diǎn)是允許傳感器的標(biāo)定使用一種氣體其量程容易獲得和處理。

  然而,使用交叉標(biāo)定的方法也會出現(xiàn)一些問題。一是每個傳感器的響應(yīng)因數(shù)有所不同,原因是不可能在制造傳感器時使每個傳感器都一樣。例如,在催化型傳感器中,加熱器電壓在手冊中已說明。另外響應(yīng)因數(shù)不能使用。響應(yīng)特性將隨加熱器電壓的設(shè)立的不同而變化。因此,使用實(shí)際的目標(biāo)氣體對傳感器進(jìn)行標(biāo)定作周期的檢測是一種好的方法。

  穩(wěn)定非易燃和無毒的各種濃度氣體可以從供應(yīng)商中獲得。詳細(xì)情況請與儀器制造廠商聯(lián)系。

  4.氣體混合

  不是所有的標(biāo)定氣體都可用。即使它可用,也有可能在一定的濃度或固定的背景混合氣下,該標(biāo)定氣體不可用。然而,許多混合氣可通過稀釋后,對低濃度量程氣體監(jiān)視器進(jìn)行標(biāo)定。

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