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有毒氣體傳感器常見問題

[2012/7/4]

　　1.傳感器使用多久后需要再校準(zhǔn)?

　　最初校準(zhǔn)和再校準(zhǔn)的時間間隔長短取決于許多因素，通常包括傳感器的使用溫度、濕度、壓力，被暴露于何種氣體，及被暴露于氣體的時間長短。但Membrapor大多數(shù)產(chǎn)品能在較長時間內(nèi)提供非常穩(wěn)定的信號，使用Membrapor產(chǎn)品只需要定期校準(zhǔn)，如每年一次。如對傳感器使用要求極高或用于安全應(yīng)用，則校準(zhǔn)工作可能需要相對頻繁些。

　　2.交叉干擾性區(qū)別會有多大?

　　我們給出的交叉干擾值以對少量傳感器的測試為基礎(chǔ)，用來反應(yīng)傳感器對各種氣體、而不是目標(biāo)氣體的反應(yīng)。當(dāng)環(huán)境改變時，傳感器表現(xiàn)可能不同，每個批量交叉干擾值可能最多有50%的差異。

　　3.在傳感器前部使用泵，反應(yīng)是否會加速?

　　使用泵并不會加快傳感器自身的反應(yīng)速度，但是泵能夠使氣體樣本從無法進入的地點迅速和高效穿過傳感器。這樣使得泵可以影響設(shè)備的整體反應(yīng)時間。

　　4.是否可以在傳感器前加上一層薄膜或過濾器?

　　在傳感器前面可以安放置薄膜或過濾器作為保護，但必須保證不會因此造成“閉塞空間”而延長傳感器的反應(yīng)時間。

　　5.在設(shè)計合適的樣本系統(tǒng)時應(yīng)考慮哪些因素?

　　設(shè)計樣本系統(tǒng)時很重要的，是使用能防止氣體被吸附于樣本系統(tǒng)表面的材料。最佳的材料是：聚合物、PTFE、TFE和FEP。氣體集中可能導(dǎo)致濕氣凝聚，而堵住傳感器或從傳感器溢出，因此需要使用適當(dāng)?shù)拿撍；蛘呤褂肗afion管材，在濕氣聚集階段就除去水分。

　　對高溫氣體，應(yīng)當(dāng)冷卻樣本氣體以達到傳感器允許的溫度要求，并使用適當(dāng)?shù)倪^濾器以除去粒狀物質(zhì)。另外，還可以在樣本系統(tǒng)中安裝軸向化工過濾器，消除氣體的交叉干擾。

　　6.如果氣體本身的溫度與傳感器的溫度不同會怎樣?

　　傳感器自身的溫度決定了其最低顯示電流，而被測量氣體樣本的溫度對此有一定的影響。

　　氣體分子通過細孔進入傳感電極的速率決定了傳感器的信號。如果通過細孔的擴散氣體溫度和傳感器內(nèi)的氣體溫度不同，可能對傳感器的敏感性造成一定的影響。在設(shè)備完成設(shè)置以前，可能會出現(xiàn)細微漂移或瞬間電流變化。

　　7.傳感器是否能被持續(xù)暴露于目標(biāo)氣體?

　　Membrapor毒氣傳感器能斷續(xù)監(jiān)測目標(biāo)氣體，一般不適合連續(xù)監(jiān)測用，特別是涉及到高氣體濃度、高濕度或高溫度時。為達到連續(xù)監(jiān)測的目的，有時可以用兩個(甚至三個)傳感器循環(huán)使用的方法，使得各個傳感器最多只在半數(shù)時間內(nèi)暴露于氣體中，另一半時間則可在新鮮空氣里得到恢復(fù)。

　　8.傳感器的外殼是由哪些材料制成的?

　　考慮到與內(nèi)部電極系統(tǒng)的兼容性和應(yīng)用的持續(xù)性要求，我們使用不同的塑料材料。通常使用的是ABS、聚碳酸酯纖維或聚丙烯。更詳細信息可以從各傳感器的數(shù)據(jù)表中找到。

　　9.傳感器內(nèi)部安全嗎?

　　雖然沒有證書證明其內(nèi)在安全，但Membrapor產(chǎn)品能穩(wěn)定的達到內(nèi)部安全需要。若您需要更多幫助以達到內(nèi)在安全批準(zhǔn)，請與我們聯(lián)系。

　　10.我如何測試電路?

　　三電極和四電極Membrapor產(chǎn)品適用于Potentiostat這一特殊電路中。這條電路的目的是，在放大電流流入或流出的同時，控制傳感(和輔助)電極的電勢，使之與備用電極對應(yīng)。可以通過以下的簡單方法測出該電路：

　　移開傳感器

　　用電路將備用終端和其對應(yīng)終端相連

　　測量傳感(和輔助)終端的電勢。對無偏斜傳感器來說，測試結(jié)果應(yīng)為0(±1mV)，相當(dāng)于偏斜傳感器的推薦偏離電壓。

　　用電路將傳感(或輔助)終端和相連，得到輸出電壓。

　　上述步驟在大多情況下能證實電路在正常工作。在更換和重新固定傳感器后，無偏斜傳感器的傳感和參考終端之間的電壓仍應(yīng)為零，或相當(dāng)于偏斜傳感器的推薦偏離電壓。

　　11.上述步驟在大多情況下能證實電路在正常工作。在更換和重新固定傳感器后，無偏斜傳感器的傳感和參考終端之間的電壓仍應(yīng)為零，或相當(dāng)于偏斜傳感器的推薦偏離電壓?

　　總的來說，無法將傳感器置于典型的清潔系統(tǒng)中清洗，而又不對其造成不可逆損傷或不影響其監(jiān)測表現(xiàn)。高壓和溫度都將破壞其密封性，而那些活躍的化學(xué)物質(zhì)，如氧化乙烯和過氧化氫，也許會破壞電催化劑。

　　對那些需要退回給我們、并有可能是有危險的傳感器，我們建議用氧化乙烯處理。我們還沒有用伽馬射線進行任何測試，但這也許能對傳感器進行清潔而又不影響其運作。

　　12.如果我將傳感器暴露于操作說明規(guī)定以外的溫度會怎樣?

　　就其機理，通常意義上的低溫不是大問題。所有傳感器(除了氧氣傳感器)中的液體電解質(zhì)直到氣溫下降到-70°C附近才會結(jié)冰。但長期暴露在過低溫度下，可能影響塑料外殼在支架上的固定。

　　就氧傳感器來說，雖然含鹽量高意味著它可能不會被馬上破壞，但氧氣傳感器電解質(zhì)大約在-25到-30°C時結(jié)冰，這可能最終導(dǎo)致傳感器失效。

　　溫度超過上限，會給傳感器的密封造成壓力，最終導(dǎo)致電解質(zhì)泄漏。用于制造大多數(shù)傳感器模型的塑料在溫度超過70°C后會較變軟，而迅速導(dǎo)致傳感器失效。

　　13.如果我將傳感器暴露于操作說明規(guī)定以外的壓力會怎樣?

　　傳感器全都使用類似的密封系統(tǒng)，即用ptfe材料的疏水特性來防止液體流出傳感器(即使有氣孔)。如果加在傳感器入口的壓力突然增加或減少，而超過了允許的內(nèi)部極限，傳感器的薄膜和密封可能會變大而造成泄漏。

　　如果壓力變化足夠緩慢，傳感器也許能夠超過壓力允許范圍工作，但請向我們的技術(shù)支持部門咨詢。

　　14.保存?zhèn)鞲衅鞯睦硐霔l件是什么?

　　被保存在原始包裝中的傳感器，即使超過了保存期限，通常也不會發(fā)生嚴(yán)重變質(zhì)。如果期望長期保存，我們建議避免將傳感器放在炎熱的環(huán)境中，譬如不要放在有陽光照射的窗口。

　　如果傳感器被從原始包裝中取出，請注意要放在干凈的地方，避免接觸溶劑濃煙，因為濃煙可能會被吸收進電極，而導(dǎo)致傳感器的運作問題。氧氣傳感器是個例外，因為它一旦被安裝后，即開始被消耗。因此他們或者運輸卸貨或在氧氣水平被拿著在一個被減少的水平的被密封的包裹里。

　　15.傳感器的電力要求是怎樣的?

　　三電極和四電極傳感器，則必須通過potentiostatic電路，因而要求電源供應(yīng)。事實上傳感器仍不需要電力供應(yīng)，因為它能通過氧化作用或減少目標(biāo)氣體直接產(chǎn)生輸出電流，但電路放大器需要消耗部分電流。不過這部分電流可以在必要的情況下被減少到非常低的水平。

　　16.內(nèi)置過濾器能使用多長時間?

　　放置在某些傳感器內(nèi)的化學(xué)過濾器在于濾除某些氣體，避免交叉干擾信號。由于過濾器被放置在擴散柵板的后面，而氣體通過柵板進入的可能性比通過氣體主通道要小得多，因此小量的化學(xué)物質(zhì)能夠使用很長的時間。

　　總的來說，過濾器和傳感器在所需應(yīng)用中的期望壽命相當(dāng)，但在某種惡劣條件下，譬如排放監(jiān)測應(yīng)用中，這可能比較困難。

　　對于某些污染物，過濾器并非通過化學(xué)反應(yīng)將其濾除，而是將其吸附，這樣過濾器很容易因高濃度而不勝負荷，有機蒸汽就是典型的例子。我們的技術(shù)支持團隊可以根據(jù)具體案例提供更多信息。

　　17.如果超過規(guī)定的最大負荷，會怎樣?

　　最大負荷特指傳感器是否能在暴露于目標(biāo)氣體超過10分鐘后保持線性反應(yīng)，并迅速恢復(fù)。隨著負荷增大，傳感器會逐步地表現(xiàn)為非線性反應(yīng)，并需要更長時間恢復(fù)，因為傳感電極無法將所有擴散氣體消耗掉。

　　隨著負荷增加，氣體將在傳感器內(nèi)部聚集，并擴散到內(nèi)部空間。這樣，氣體也許會和備用電極互相反應(yīng)，改變電勢。如果這樣，傳感器即使被放置在干凈的空氣里，也可能需要很長時間才能恢復(fù)(幾天)。

　　設(shè)計電路的另一個作用就是確保傳感器能盡快地從較大負荷中恢復(fù)，因為電路中的放大器在傳感器產(chǎn)生信號階段并不造成電流或電壓飽和。如果放大器確實能限制電流進入傳感器，這將限制傳感電極消耗氣體的速率，并立刻在傳感器里造成氣體堆積，而形成上面描述過的電勢。

　　最后，選擇連接到傳感電極的電阻，以確保在可預(yù)見的最高氣體濃度下、即使電壓突然下降，也不會造成多于幾mV的變化。如果在電阻上允許更大的電壓下降，這將導(dǎo)致傳感電極有可能發(fā)生相似的變化，在氣體被濾除后仍需要一定的時間恢復(fù)。

　　18.傳感器要正常工作，需要多少氧氣?

　　那些通過氧化目標(biāo)氣體來生成輸出數(shù)據(jù)的傳感器，譬如一氧化碳傳感器，在對逆電極需要有氧氣來平衡因氧化反應(yīng)而造成的氧氣減少。通常最多需要幾千ppm的氧氣，而且這由樣本氣體中的氧氣提供。即使樣本氣體無氧，短時間內(nèi)傳感器內(nèi)部也有充足的氧氣供應(yīng)。

　　對大多數(shù)傳感器來說，備用電極也需要少量氧氣供應(yīng)，因為如果傳感器持續(xù)在絕氧環(huán)境中工作，它最終還是會發(fā)生讀數(shù)錯誤。

　　19.為什么我的傳感器讀數(shù)比說明中的低?

　　造成客戶測量結(jié)果不同的原因有許多，所以，根據(jù)傳感器允許的校準(zhǔn)范圍，和傳感器使用周期中輸出能力的自然下降來設(shè)計設(shè)備就變得十分重要。我們之前發(fā)現(xiàn)的一些原因有：

　　使用了不同的流量速度

　　在傳感器前放置另外的擴散柵板，比如火焰制動裝置或ptfe膜，特別在和傳感器有一片大的死區(qū)時

　　用吸收管材或黃銅校準(zhǔn)器‘稠粘’氣體，譬如被氯氣污染的汽缸(氮氣汽缸因氧氣進入而降低)

　　在制造商建議的最小壓力外使用汽缸

　　使用‘空氣’汽缸，稀釋混合物

　　使用的樣本系統(tǒng)未能適當(dāng)?shù)販p輕壓力振動

　　測試裝置的設(shè)計對可燃氣體傳感器的測量信號有較大影響。

　　20.如何連接傳感器?

　　城市技術(shù)的傳感器通常是通過PCB連接頭與設(shè)備相連，某些傳感器用其它方法連接，譬如數(shù)據(jù)插口、起重器插口，詳見相關(guān)產(chǎn)品數(shù)據(jù)表。

　　對于用PCB連接頭與設(shè)備相連的傳感器，很重要的一點是不要將Membrapor的PCB連接頭直接焊接到設(shè)備上。直接焊接有可能造成Membrapor產(chǎn)品外殼損傷和無法看見的內(nèi)部損傷。我們不負責(zé)因此而引起的產(chǎn)品問題。

　　21.你們是否有溫度數(shù)據(jù)?

　　多數(shù)Membrapor產(chǎn)品有溫度數(shù)據(jù)，各產(chǎn)品數(shù)據(jù)表上都有說明。(Membrapor產(chǎn)品的數(shù)據(jù)在產(chǎn)品數(shù)據(jù)說明的數(shù)據(jù)手冊中可以找到)。Membrapor有不間斷的測試程序，如果產(chǎn)品數(shù)據(jù)表中沒有相關(guān)數(shù)據(jù)，請與我們聯(lián)系-我們可能在準(zhǔn)備產(chǎn)品數(shù)據(jù)表的同時已進行了另外的測試。

　　22.你們是否有交叉干擾數(shù)據(jù)?

　　Membrapor產(chǎn)品有很高選擇性，并已在最小程度上同其它氣體有交叉干擾。各Membrapor產(chǎn)品的數(shù)據(jù)表說明了通常發(fā)生氣體交叉干擾的數(shù)據(jù)。Membrapor有不間斷的測試程序，如果產(chǎn)品數(shù)據(jù)表中沒有相關(guān)數(shù)據(jù)，請與我們聯(lián)系-我們可能在準(zhǔn)備產(chǎn)品數(shù)據(jù)表的同時已進行了另外的測試。

　　23.建議的保存期是多長?

　　Membrapor產(chǎn)品的最長建議保存期是六個月。在這期間，Membrapor產(chǎn)品應(yīng)存放在0°Cand20°C的干凈、干燥的容器里，而不能被存放在含有機溶液或易燃液體的地方。這樣，Membrapor也許能被最多存放六個月而不減少其希望使用壽命。

　　Membrapor也許能被存放更長時間，但我們沒有它們在被更長時間存放后的工作數(shù)據(jù)。

　　24.什么情況下會使傳感器失效?

　　電化學(xué)Membrapor傳感器

　　Membrapor可用于很多環(huán)境甚至艱苦的條件下。但必須保證，無論在存放、儀器安裝，還是操作時，都不能將傳感器暴露于高濃度溶劑蒸汽中。

　　眾所周知，甲醛能在短時期內(nèi)阻止硝酸氧化物傳感器的的工作，其它溶劑能造成錯誤的高基線。當(dāng)使用印制電路板(PCBs)傳感器時，應(yīng)盡少在安裝傳感器前安裝其它組件。不要使用膠水或在傳感器附近使用膠水，因為此類溶劑可能會導(dǎo)致塑料開裂。