有很多朋友问电化学传感器的问题。朋友们的信息反馈有一些很专业,很到位,有一些信息我无法很快捕捉到问题的关键点。经过分析,我发现很大一部分是和对传感器参数的理解相关。下面对传感器的参数一一作解释,统一标准,从而降低客户的沟通成本。
1. 量程范围(RANGE)
定义:能够保证传感器规格书所列各项参数的最高气体浓度。
问:量程范围有多宽?
答:不同的气体传感器都有各自的量程范围,低至1PPM,高至100%VOL。1PPM量程的传感器是测量特毒的毒气,100%VOL量程的是测量高浓氧气。医疗氧传感器的量程比较特殊,例如:200,000%mbar,这个单位的意思是在大约2个标准大气压下,传感器最高能测到100%VOL,计算式为2,000mbar*100%VOL=200,000%mbar。(1标准大气压=1013mbar)
问:输出和气体浓度是什么关系?
答:EC传感器有的是电流源,即输出电流和被测气体浓度成正比;有的是电压源,即输出电压和气体浓度成正比。这种“成正比”的关系在仪表行业称为“线性”,即被测气体浓度和输出电流或电压成线性。
问:什么是过载量程?
答:有些传感器的规格书上除了量程,还有一个参数叫“过载量程”(OVERLOAD RANGE)。这个参数是告诉用户:在这个浓度下,传感器可以短时间(几分钟)测量而传感器不会永久性损坏,但性能无法符合规格书上所列参数。如果超过过载量程,会造成传感器永久损坏。
2. 灵敏度(SENSITIVITY)
定义:被测气体改变一个单位浓度,传感器输出电流或电压的改变量。
问:灵敏度单位是什么?
答:对毒气传感器来说,最常见的单位是nA/PPM或uA/PPM。对常量氧传感器来说,其单位是uA@20.9%VOL O2,意思是在空气中,输出的电流是多少微安。对微量氧传感器来说,其单位是mV@20.9%VOL O2,当然,我不赞成微量氧传感器放在空气中测试,因为微量氧传感器是测PPM级O2的,长时间暴露在空气中,会让它很快失效。对医疗氧气传感器来说,其单位是mV@20.9%VOL O2,医疗氧气传感器的最大量程都是100%VOL。
问:同一个型号的传感器灵敏度误差有多大?
答:具体需要看灵敏度后面的误差范围,例如,一氧化碳传感器4CM的灵敏度是70±20nA/PPM。其中"±20nA"就是传感器的个体差异。
问:灵敏度会变化吗?在什么情况下会变化?
答:EC传感器的灵敏度是会变化的,影响灵敏度的因素包括:温度、湿度、压力、流速、寿命、干扰气体。以上参数,在规格书所定义的范围内变化是不会影响传感器寿命的,但如果超过了这些范围,传感器可能会受到不可逆的破坏。