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影響氣體傳感器的讀數(shù)的因素之八:交叉干擾

添加時間  :  2018-03-14 16:38:09
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金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器(MOS):MOS傳感器的交叉干擾來自兩個方面:PN結(jié)和催化劑。很早人們就發(fā)現(xiàn)硅片上的PN結(jié)的電阻對溫度、濕度和環(huán)境空氣是敏感的。后來人們?yōu)榱朔糯笤撁舾卸龋驮?span lang='EN-US'>PN結(jié)上涂上了對可燃?xì)饷舾械拇呋瘎⒓訜嶂@樣就構(gòu)成了MOS傳感器。MOS也不具有氣體選擇性,從市面上的傳感器技術(shù)資料看來,凡是可燃?xì)猓?span lang='EN-US'>MOS都是有響應(yīng)的,如下圖

如何消除交叉干擾?

催化燃燒傳感器(LEL):很難消除。一般說來,LEL傳感器對可燃?xì)舛加许憫?yīng),這種響應(yīng)是疊加的。只有一種可以實現(xiàn),那就是去除分子比較大的HC類氣體,用分子篩的過濾器來去除,其副作用是造成傳感器響應(yīng)時間的延長.

如何消除交叉干擾?

催化燃燒傳感器(LEL):很難消除。一般說來,LEL傳感器對可燃?xì)舛加许憫?yīng),這種響應(yīng)是疊加的。只有一種可以實現(xiàn),那就是去除分子比較大的HC類氣體,用分子篩的過濾器來去除,其副作用是造成傳感器響應(yīng)時間的延長.

催化燃燒傳感器(LEL):很難消除。一般說來,LEL傳感器對可燃?xì)舛加许憫?yīng),這種響應(yīng)是疊加的。只有一種可以實現(xiàn),那就是去除分子比較大的HC類氣體,用分子篩的過濾器來去除,其副作用是造成傳感器響應(yīng)時間的延長。

電化學(xué)傳感器(EC):首先要知道被測氣體的種類,然后在傳感器的交叉靈敏度表格中查到交叉干擾的系數(shù)。如果查不到,就需要找傳感器的供應(yīng)商技術(shù)支持工程師咨詢。最好的消除交叉干擾的辦法是過濾其他氣體,例如,CO傳感器內(nèi)部會加入能夠過濾掉H2S,NONO2的過濾器。當(dāng)然,這種過濾器也是化學(xué)物質(zhì),是消耗型的,有壽命的。而且,化學(xué)過濾器也不能過濾掉所有干擾氣體。如果幾種被測氣體是混在一起的,都要測出濃度,而且,EC傳感器對它們的交叉靈敏度又都不為零,那就需要用聯(lián)立多元一次方程組的辦法來解決了。此辦法在煙氣分析的儀器中是標(biāo)準(zhǔn)算法。

非色散紅外傳感器(NDIR):幾乎不需要消除交叉干擾,因為不同氣體的紅外吸收波長是不一樣的。唯一比較特別的是,水蒸氣對HC類氣體檢測的干擾。根據(jù)個人經(jīng)驗,在40℃,90%RH的條件下,NDIRCH4傳感器的讀數(shù)會比真值高1500PPM以上。在這種情況下,如果需要提高測量精讀,就需要用制冷除水法或用Nafion管除水法將大量的水蒸氣去除。紅外CH4傳感器對HC類的氣體都是有交叉響應(yīng)的,因為CH4傳感器實際上測量的是H-C鍵的濃度,所以只要有H-C鍵的氣體,紅外CH4傳感器實際上都能測量。

光離子化傳感器(PID):基本上無法消除。因為PID是用來測量可揮發(fā)有機物(VOC)的,而通常VOC的分子都比較大,例如碳鏈長度≥4。如果用分子篩或者活性炭過濾,VOC就都被吸附了,無法到達傳感器,也就測不出VOC濃度。但是,用活性炭過濾氣體,對PID來說有另外一個好處,就是可以用活性炭過濾過的空氣來標(biāo)定零點。

金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器(MOS):基本上無法消除。MOS是用來測量PPM級別的CH4COH2HC類有機氣體的,即使沒有催化劑的存在,PN結(jié)的電阻也會隨著以上氣體的濃度而發(fā)生改變,因此無法區(qū)分。如果一定要消除交叉干擾,也這只能采用過濾的方法來操作,利用分子篩過濾器。

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