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哪些因素会影响气体传感器的读数(二)

诺联芯电子科技 作者:郭安波 2016-02-15 13:00:06 
2. 平衡气(背景气)
在英语中,平衡气叫“balance gas”,即储存于钢瓶中的,除了被测气体以外的所有气体。但如果气体不在钢瓶中,而是在开放空间里,叫平衡气就不太合适了,中文“背景气”的叫法就比较合适。
对于物理传感器来说,平衡气的影响稍小。但对于有化学反应的传感器来说,平衡气的成分和浓度对测量结果就起着至关重要的作用。
平衡气是如何影响气体浓度测量结果的?
催化燃烧传感器(LEL):
LEL传感器主要用来测量甲烷CH4,CH4在高温的催化珠上被催化剂催化氧化,反应方程式是:
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
通过反应方程式,很容易理解,CH4的平衡气是需要O2的。而且,一份CH4,需要两份以上的O2。
电化学传感器(EC):
电化学传感器有20多种,绝大多数毒气是还原性的气体,还原性气体被氧化是需要氧气参与的。这些还原性气体包括:CO、H2S、SO2、NO、NH3、PH3等等。需要注意的是,测量NO,需要购买一瓶NO和一瓶空气,测试的时候再配气。如果NO和O2存在一个瓶子里的话,NO会变为红棕色的NO2。
氧化性气体传感器是不需要氧气参与的。这些传感器是:CL2、NO2、O3、CLO2。
还有几种气体是不能和氧气一起灌在钢瓶里的,因为一旦混合会发生化学反应,甚至燃烧。这些传感器是:NO、SiH4、GeH4、SeH2、B2H4、N2H4。
非色散红外传感器(NDIR):
单原子分子和相同原子的双原子分子对红外光是没有吸收的,例如He、N2、O2、Ar、H2。红外传感器是物理传感器,没有化学反应,不需要氧气参与。因此,当为红外传感器配气的时候,用纯氮和用空气配钢瓶气是一样的。
光离子化传感器(PID):
PID是物理传感器,感应过程不需要氧气参与。因此用空气平衡和用氮气平衡是一样的。
金属氧化物半导体传感器(MOS):
MOS传感器上的金属氧化物会催化被测气体和O2发生化学反应,被测气体包括H2、CO、CH4、NH3。如果是测O3的MOS传感器,则不需要O2参与。
购买钢瓶气需要注意些什么?
首先要选择合格的供应商。配制O2、CH4、CO、CO2、H2S供应商比较好找,因为气体本身没有吸附性,普通钢瓶就能满足要求。但是,如果配制CL2、SO2、NH3、NO2、HCL、HF等吸附性很强的气体,普通钢瓶就不适用了。您可能观察到的现象是,打开阀门几分钟内,钢瓶放出来的气,用传感器测量,浓度会偏低。
灌制这些吸附性强的气体,需要内表面特殊处理压力容器。比较有名的,卖瓶装特气的厂家是法液空和梅赛尔。
需要当心的是,有的气体公司的空分机在工厂烟囱旁边,往外销售的氮气和空气中会有少量的CO,用之前,需要用CO传感器检测一下。
哪些气体需要自己配制?
如果某种物质在常温是液态,那就需要自己配制气体了。这些物质包括:酒精、甲醇、乙酸、乙酸乙酯、氯仿、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、丙烯腈、汽油、柴油、航空煤油,简直太多了。
配制的具体方法是:
1. 先准备气袋、微量进样器、液体试剂、特富隆气管、Tygon软管、流量计和秒表。
2. 计算一定量的空气中需要注入多少液体。
3. 按一定流量往气袋里充气,用秒表计时,充气量为流量和时间的乘积。
4. 用微量进样器往气袋中注入液体。
5. 轻轻拍打气袋,使液体完全挥发。
6. 用气管和气泵将被测气体抽出,并测试。需要注意的是,配完气,尽快用完。
待续!
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