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影响气体传感器的读数的因素之八:交叉干扰

添加时间  :  2018-03-14 16:38:09
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金属氧化物半导体传感器(MOS):MOS传感器的交叉干扰来自两个方面:PN结和催化剂。很早人们就发现硅片上的PN结的电阻对温度、湿度和环境空气是敏感的。后来人们为了放大该敏感度,就在PN结上涂上了对可燃气敏感的催化剂,并加热之,这样就构成了MOS传感器。MOS也不具有气体选择性,从市面上的传感器技术资料看来,凡是可燃气,MOS都是有响应的,如下图

如何消除交叉干扰?

催化燃烧传感器(LEL):很难消除。一般说来,LEL传感器对可燃气都有响应,这种响应是叠加的。只有一种可以实现,那就是去除分子比较大的HC类气体,用分子筛的过滤器来去除,其副作用是造成传感器响应时间的延长.

如何消除交叉干扰?

催化燃烧传感器(LEL):很难消除。一般说来,LEL传感器对可燃气都有响应,这种响应是叠加的。只有一种可以实现,那就是去除分子比较大的HC类气体,用分子筛的过滤器来去除,其副作用是造成传感器响应时间的延长.

催化燃烧传感器(LEL):很难消除。一般说来,LEL传感器对可燃气都有响应,这种响应是叠加的。只有一种可以实现,那就是去除分子比较大的HC类气体,用分子筛的过滤器来去除,其副作用是造成传感器响应时间的延长。

电化学传感器(EC):首先要知道被测气体的种类,然后在传感器的交叉灵敏度表格中查到交叉干扰的系数。如果查不到,就需要找传感器的供应商技术支持工程师咨询。最好的消除交叉干扰的办法是过滤其他气体,例如,CO传感器内部会加入能够过滤掉H2S,NONO2的过滤器。当然,这种过滤器也是化学物质,是消耗型的,有寿命的。而且,化学过滤器也不能过滤掉所有干扰气体。如果几种被测气体是混在一起的,都要测出浓度,而且,EC传感器对它们的交叉灵敏度又都不为零,那就需要用联立多元一次方程组的办法来解决了。此办法在烟气分析的仪器中是标准算法。

非色散红外传感器(NDIR):几乎不需要消除交叉干扰,因为不同气体的红外吸收波长是不一样的。唯一比较特别的是,水蒸气对HC类气体检测的干扰。根据个人经验,在40℃,90%RH的条件下,NDIRCH4传感器的读数会比真值高1500PPM以上。在这种情况下,如果需要提高测量精读,就需要用制冷除水法或用Nafion管除水法将大量的水蒸气去除。红外CH4传感器对HC类的气体都是有交叉响应的,因为CH4传感器实际上测量的是H-C键的浓度,所以只要有H-C键的气体,红外CH4传感器实际上都能测量。

光离子化传感器(PID):基本上无法消除。因为PID是用来测量可挥发有机物(VOC)的,而通常VOC的分子都比较大,例如碳链长度≥4。如果用分子筛或者活性炭过滤,VOC就都被吸附了,无法到达传感器,也就测不出VOC浓度。但是,用活性炭过滤气体,对PID来说有另外一个好处,就是可以用活性炭过滤过的空气来标定零点。

金属氧化物半导体传感器(MOS):基本上无法消除。MOS是用来测量PPM级别的CH4COH2HC类有机气体的,即使没有催化剂的存在,PN结的电阻也会随着以上气体的浓度而发生改变,因此无法区分。如果一定要消除交叉干扰,也这只能采用过滤的方法来操作,利用分子筛过滤器。


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