引起報(bào)警器發(fā)生漂移的原因
電化學(xué)傳感器本質(zhì)上就是一個(gè)電池,可以等效為一個(gè)大電容,輸出微安級(jí)的電流。三電極電化學(xué)傳感器需插入稱之為“恒電位儀"(又稱“三電極系統(tǒng)")的電路中才能正常工作。 推薦恒電位儀使用增益帶寬積較?。?00kHz左右)、差模輸入阻抗較小(10MΩ左右)、輸入失調(diào)電壓較?。ǎ?00µV)的運(yùn)算放大器,如OPA336、OP177、OP295等,這樣可以有效抑制環(huán)境噪聲耦合對(duì)恒電位儀的干擾,避免電路發(fā)生震蕩引起漂移等問題。另外,應(yīng)該避免使用劣質(zhì)的運(yùn)算放大器,引起恒電位儀工作不正常從而發(fā)生震蕩、基線漂移等現(xiàn)象。
報(bào)警器數(shù)字發(fā)生漂移和傳感器漂移是wan全不同的兩個(gè)概念。傳感器漂移是指在沒見到氣體時(shí)傳感器輸出一個(gè)電流。自發(fā)型電化學(xué)傳感器的性質(zhì)決定其自身不可能發(fā)生漂移。電化學(xué)傳感器的工作原理和燃料電池一樣,依靠聞到CO等毒氣提供能源而產(chǎn)生電流,因此沒有氣體存在傳感器就不會(huì)輸出電流,這和汽車不加汽油就不會(huì)跑是一個(gè)道理。(注:假如能發(fā)明一個(gè)電化學(xué)器件不用氣體自己就能輸出電流,相當(dāng)于不用能源就能發(fā)電,豈不是可以得諾貝爾獎(jiǎng)了。當(dāng)然這是永遠(yuǎn)不可能的,因?yàn)檫`反能量守恒定律)。有些終端客戶一見氣體報(bào)警器發(fā)生漂移現(xiàn)象了,立即就說傳感器壞了,這是不清楚電化學(xué)傳感器的工作原理而輕率下的錯(cuò)誤結(jié)論。
那么報(bào)警器為什么有時(shí)會(huì)發(fā)生基線漂移現(xiàn)象呢?引起報(bào)警器發(fā)生漂移的原因主要有下面幾點(diǎn):
?。?)傳感器接腳和線路板上的接插件接觸不良,恒電位儀類似于缺失了參比電極,參比電ji端處于浮空(Floating)狀態(tài),因此參比電極的恒電位功能不能正常工作,三電極系統(tǒng)得到一個(gè)虛假的電位反饋信息,對(duì)工作電極的電位補(bǔ)償將變得不可預(yù)知,工作電極和對(duì)電極之間的電位差處于不確定狀態(tài),有可能引發(fā)傳感器內(nèi)部發(fā)生電解水反應(yīng),產(chǎn)生電解電流,從而導(dǎo)致報(bào)警器漂移,嚴(yán)重時(shí)甚至假報(bào)警;正漂、負(fù)漂都有可能。注意,如果是工作電極或?qū)﹄姌O斷路或接觸不良,通常見到的現(xiàn)象是基線為零,對(duì)氣體沒響應(yīng)。因此,參比電ji端發(fā)生接觸不良等產(chǎn)生的后果最為嚴(yán)重。在此過程中由于發(fā)生電解反應(yīng),傳感器可能會(huì)遭受yong久性損壞或暫時(shí)性損壞;如果是暫時(shí)性損壞通常將傳感器的工作電極和參比電極接腳短路后放置1天或更長(zhǎng)就能恢復(fù)。
(2)選用增益帶寬積太寬(例如:有達(dá)2-3MHz的)、差模輸入阻抗太大的運(yùn)算放大器,環(huán)境噪音容易耦合進(jìn)電路發(fā)生震蕩引起報(bào)警器漂移。電路設(shè)計(jì)中的參數(shù)不正確也會(huì)發(fā)生電路震蕩等嚴(yán)重問題,例如,接工作電極的第一級(jí)運(yùn)放的功能是電流電壓轉(zhuǎn)換器,如果反饋電阻的阻值太大,系統(tǒng)將很不穩(wěn)定,引發(fā)震蕩、漂移等問題。在這些問題發(fā)生時(shí),傳感器有可能遭受yong久性損壞或暫時(shí)性損壞。
(3)使用質(zhì)量低劣的運(yùn)算放大器,引起恒電位儀工作不正常,從而發(fā)生基線漂移。同樣,在此過程中傳感器有可能遭受yong久性或暫時(shí)性損壞。
?。?)電路中有虛焊,引起恒電位儀工作不正常??赡墚a(chǎn)生的問題同上。
?。?)長(zhǎng)期在濕度大、有腐蝕性氣體存在的環(huán)境里,線路板和所有接插部分又不氣密,元器件、接插件發(fā)生腐蝕,局部產(chǎn)生“微電池",這些“微電池"產(chǎn)生的電流進(jìn)入放大電路,使恒電位儀和放大電路不能正常工作,產(chǎn)生各種各樣無法預(yù)料的問題,如漂移、無響應(yīng)、損壞傳感器,等等。
?。?)傳感器發(fā)生電解液泄漏,流入線路板或接腳之間,引起短路等,使恒電位儀不能正常工作而發(fā)生漂移。傳感器內(nèi)部參比電極引線斷路或接觸不良(例如:傳感器遭碰撞、摔打、跌落,或由于制造過程中的缺陷,等),恒電位儀實(shí)際上缺失了參比電極,參比電ji端處于浮空狀態(tài),因此參比電極的恒電位功能不能正常工作。這一條是真正由于傳感器本身問題造成的報(bào)警器漂移等問題。注意,如(1)所述,如果是工作電極或?qū)﹄姌O的引線發(fā)生斷路或接插處接觸不良,產(chǎn)生的問題一般是沒有響應(yīng)。
(7)環(huán)境中存在干擾氣體如NO2、SO2、CO、H2S等,來自霧霾、附近工廠排放、垃圾堆放、室內(nèi)其它氣源等。這種情況實(shí)際不是“漂移",是真實(shí)的干擾氣體存在。
智能型固定式氣體檢測(cè)儀推薦
湖南希思智能的XS-1000系列產(chǎn)品特點(diǎn)如下:
1、結(jié)構(gòu)模塊化、維護(hù)方便,接線安裝簡(jiǎn)單
2、插拔式智能探頭設(shè)計(jì),即插即用,無需現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定
3、豐富的傳感器探頭設(shè)計(jì),即插即用,無需現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定
4、豐富的傳感器量程選擇,可根據(jù)需求定制
5、支持PPM、mg/m3、PPB、ug/m3等單位自由切換
6、支持RS485和4~20mA(三線制)
7、支持LORA、ZIGBEE、NB-LoT、4G、GPRS等無線輸出,并可實(shí)現(xiàn)手機(jī)APP+云平臺(tái)+小程序上直接讀取監(jiān)測(cè)數(shù)值。
概述:
XS-1000新型智能型氣體檢測(cè)儀是一款采用模塊化設(shè)計(jì)、具有智能化傳感器檢測(cè)技術(shù)、整體隔爆(d)結(jié)構(gòu)、固定安裝方式的可燃/有毒氣體檢測(cè)儀、采用了進(jìn)口品牌氣體傳感器,探頭智能化設(shè)計(jì),可即插即用無需再現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)配置帶有TFT液晶顯示,儀表具備三線制4-20mA模擬信號(hào)和RS485數(shù)字信號(hào)輸出,可選配置為可編程開關(guān)量輸出等模塊,方便系統(tǒng)組網(wǎng)及維護(hù)。
工作原理:
被測(cè)氣體進(jìn)入傳感器,在其內(nèi)部發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),從而把被測(cè)氣側(cè)含量轉(zhuǎn)化為電流(或電壓)信號(hào)輸出,智能傳感器探頭運(yùn)用了兩級(jí)高精度的低溫漂的放大器和高穩(wěn)定的電源處理電路,保障了儀表快速響應(yīng)、測(cè)量精確、性能穩(wěn)定、重復(fù)性好。
主要應(yīng)用:
石油、石化、冶金、化工、消防、燃?xì)?、環(huán)保、造紙、印染、污水處理、電力、通訊、食品釀造、科研、教育、國(guó)防。
技術(shù)指標(biāo):
被測(cè)氣體:可燃?xì)怏w、O2、CO、H2S、TVOC 等
檢測(cè)原理:催化 、 電化學(xué) 、紅外 、光離子 、熱導(dǎo)等
采樣方式:擴(kuò)散式或管道式
顯 示:2.4 英寸 TFT 液晶顯示屏
量 程:0-10ppm 、 0-100ppm 、 0-1000ppm 、 0-10000ppm(量程可選、可訂制)
分 辨 率:0.001ppm 、0.01ppm 、0.1ppm 、1ppm (分辨率可選)
重 復(fù) 性:≤±2%
線性誤差:≤±1%
精 度:≤± 3 % F.S.
氣壓范圍:90~110KPa
功 耗:<5.0W
工作溫度:-20℃~60℃
工作濕度:催化、紅外原理: 0~95%RH(不結(jié)露) 、電化學(xué)原理: 15%~95%RH (不結(jié)露)
繼電器:兩組開關(guān)量輸出(選配)
線性誤差:≤±1%
供電電源:12~36VDC
信號(hào)輸出:RS485 和 4~20mA (三線制),報(bào)警、故障繼電器輸出
支持 LORA、4G、GPRS 等
連接螺紋:M20*1.5 內(nèi)螺紋,可 選 G3/4 、G1/2、1/2NPT、3/4NPT
防爆等級(jí):Exd I IC T6 Gb
防 護(hù):IP65
尺 寸:195mm*178mm*90mm(MAX)
主體材料:ADC12 鋁合金 約 1.2kg,304/316 不銹鋼(選配)
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):GB/T 50493-2019 石油化工可燃?xì)怏w和有毒 氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
GB 3836.1-2010 爆炸性環(huán)境 第1部分:設(shè)備 通用要求
GB 3836.2-2010 爆炸性環(huán)境 第2部分:由隔爆外殼“d" 保護(hù)的設(shè)備
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