1. 基線偏移(baseline Offset)
定義:基線偏移又叫零點(diǎn)偏移,它是一個(gè)統(tǒng)計(jì)量,同種傳感器,統(tǒng)計(jì)至少50只個(gè)體,按照3倍標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算出來的基線差異。例如,±2 ppm CO equivalent,其意義是:在室溫環(huán)境中,所有出廠的CO傳感器在純凈的空氣中的輸出信號(hào),折合成CO讀數(shù),都在[-2ppm, +2ppm]范圍之內(nèi)。
問:如果我有一個(gè)傳感器,在測(cè)量的時(shí)候超出了基線偏移的范圍是不是就不能用了呢?
答:不是的?;€偏移的范圍是針對(duì)新傳感器的,在使用了一段時(shí)間之后,傳感器內(nèi)部電極上都會(huì)有一定的污染物,造成讀數(shù)的偏高或偏低,這也很正常。只要其基線偏移值的數(shù)值不要和儀表的報(bào)警值相比擬,就可以標(biāo)定之后繼續(xù)使用。
問:什么因素會(huì)影響基線偏移的值?
答:有很多因素都會(huì)影響它,例如:通入了高濃度的被測(cè)氣體,通入了其它的非被測(cè)氣體,被測(cè)氣體濕度變高,長時(shí)間超過傳感器工作溫度使用,前放電路本身的零點(diǎn)就不理想等等。
問:是不是傳感器的基線偏移值合格,傳感器就是合格的呢?
答:不是的。傳感器合格需要所有參數(shù)都符合規(guī)格書的要求,并不是僅僅通過基線偏移值來推論其它參數(shù)也合格。
2.基線漂移(baseline Shift)
定義:又叫零點(diǎn)漂移,也是一個(gè)統(tǒng)計(jì)量,指的是傳感器在不同的溫度下工作的時(shí)候,零點(diǎn)隨溫度變化的值。
問:在高低溫測(cè)試的時(shí)候,如何測(cè)定基線漂移?
答:先在20℃的時(shí)候標(biāo)定傳感器的零點(diǎn),然后讓溫箱降溫,測(cè)定傳感器低溫時(shí)的零點(diǎn)漂移,再升溫,測(cè)定高溫時(shí)的零點(diǎn)漂移。變溫的時(shí)候請(qǐng)注意:
? 溫度變化速度不要超過0.5℃/分鐘。達(dá)到目標(biāo)溫度后,保溫2小時(shí)再進(jìn)行測(cè)試。
? 測(cè)量溫度不要超過傳感器的工作范圍。
? 電路的零點(diǎn)需要在事先測(cè)量過,并需要在測(cè)量后扣除。
問:基線隨溫度漂移的趨勢(shì)是怎么樣的?
答:傳感器在低溫和室溫的條件下,基線比較一致,是一個(gè)比較接近零點(diǎn)的值。在高溫的時(shí)候,零點(diǎn)會(huì)升高比較多,例如SO2傳感器,因此算法上需要做零點(diǎn)溫度補(bǔ)償,否則儀器的零點(diǎn)會(huì)不準(zhǔn),嚴(yán)重的會(huì)引起誤報(bào)警。
問:靈敏度溫度漂移的量和基線漂移的量是成正比的嗎?
答:不成正比。傳感器的靈敏度在低溫時(shí)較低,在高溫時(shí)較高,這是化學(xué)反應(yīng)的普遍規(guī)律。
3. 長期漂移(Long Term Output Drift)
定義:傳感器的靈敏度隨著時(shí)間的變化的量,一般以%來表示。
問:傳感器的靈敏度一般是會(huì)上升還是下降?
答:如果殼體完好無損的話,傳感器的靈敏度一般都是下降的。例如含鉛的氧氣傳感器,其靈敏度會(huì)隨著時(shí)間不斷下降。但長效無鉛的氧氣傳感器靈敏度下降的速度會(huì)慢很多,在5年之內(nèi)信號(hào)下降不超過5%。
問:如果發(fā)現(xiàn)某傳感器靈敏度大幅上升,會(huì)是什么問題?
答:如果發(fā)現(xiàn)靈敏度大幅上升的不正常現(xiàn)象,有可能是傳感器殼體損壞了。有氣體漏進(jìn)傳感器,造成輸出電流增大。這種現(xiàn)象一般發(fā)生在氧氣傳感器上。但是,在斷定“靈敏度大幅上升”之前,需要讓傳感器平衡時(shí)間超過24小時(shí),不要在上電幾分鐘之內(nèi)就斷定傳感器靈敏度上升了。對(duì)于絕大多數(shù)傳感器,在上電的最初幾分鐘,輸出信號(hào)都會(huì)比正常工作的時(shí)候大些。
問:傳感器靈敏度下降多少,就需要更換了?
答:為確保安全,當(dāng)傳感器靈敏度下降1/3就必須更換傳感器了。
4. 偏置電壓 (Bias Voltage)
定義:偏置電壓是感應(yīng)電極電壓值和參考電極電壓值的差,即Vbias=VS-VR。
問:偏置電壓是隨便定義的嗎?
答:不是的。不同氣種的傳感器對(duì)應(yīng)的是不同的偏置電壓:
? 偏置電壓為零的傳感器有CO、H2S、SO2、H2、Cl2、NO2、PH3、SiH4、AsH3、ClO2、COCl2、F2、HCN、HF、O3、B2H6、SeH2、TBM和THT。
? 偏置電壓為+300mV的傳感器有NO、ETO。
? 有一種傳感器是-600mV偏壓的,它就是三電極氧氣泵原理的O2傳感器。
問:VS和VR是隨便選擇的嗎?
答:不是的。無論VS還是VR都不要選擇電源的上軌和下軌,而要離上軌和下軌一定的安全距離,例如0.7V的電壓差。只有這樣,才能讓傳感器的線性達(dá)到最佳。
問:Vbias的精度應(yīng)該選擇多少?
答:為了保證儀表信號(hào)的一致性,我推薦Vbias的精度在±10mV之內(nèi)。
5. 壓力范圍(Pressure Range)
定義:傳感器能夠正常工作的大氣壓范圍,通常用mBar來表示。注:一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓是101.3kPa,合1013mBar。
問:當(dāng)壓力變化的時(shí)候,傳感器讀數(shù)會(huì)如何變化?
答:一般來說,當(dāng)壓力緩慢變化的時(shí)候,傳感器的靈敏度會(huì)呈線性變化。
問:當(dāng)壓力快速變化的時(shí)候,傳感器讀數(shù)會(huì)如何變化呢?
答:一般說來,傳感器從常壓快速變化到高壓的時(shí)候,靈敏度會(huì)瞬間變高,然后恢復(fù)到正常讀數(shù)。這樣的現(xiàn)象也同樣出現(xiàn)在將傳感器從高溫轉(zhuǎn)移到低溫環(huán)境的時(shí)候,其原理是一樣的。
當(dāng)傳感器從高壓快速變化到低壓的時(shí)候,靈敏度會(huì)瞬間變低,然后恢復(fù)到正常的讀數(shù)。這樣的現(xiàn)象也同樣出現(xiàn)在將傳感器從低溫轉(zhuǎn)移到高溫環(huán)境的時(shí)候,其原理是一樣的。
問:為什么氧氣傳感器在壓力變化的時(shí)候,讀數(shù)變化特別明顯?
答:這是O2傳感器固有的一個(gè)現(xiàn)象。但這種現(xiàn)象會(huì)20sec之內(nèi)消失。