影响气体传感器数值因素有哪些

1、气体浓度

 

对于电化学传感器来说，其输出电流随被测气体浓度呈线性变化，一旦被测气体浓度发生变化，传感器输出信号也便随之发生变化。例如苯标气，当使用苯传感器进行测试时，经常遇到检测不到苯气体的信号，或者信号很小。这是由于苯气体相比于空气密度较大，因此在钢瓶中易出现苯气体下沉现象，导致传感器检测时无信号输出，抑或输出信号很小。

另外气体被吸附也会导致气体浓度降低，比如Cl、SO、NH、NO、HCl、HF等吸附性很强的气体，可观察到的现象是，打开阀门几分钟内，传感器测试输出信号比较低。因此气体吸附也是影响传感器读数的一个常见因素，建议使用聚四氟乙烯管气路，以降低气体吸附。并且在测试初始，预先进行通气5分钟，以便将气路中的空气排出。

2、平衡气

平衡气是指储存于钢瓶中除了被测气体以外的所有气体，平衡气也叫背景气。平衡气对物理传感器影响稍小。但对于化学传感器，平衡气的成分和浓度对测量结果的影响就比较大。绝大多数有毒气体是还原性的气体，然而还原性气体被氧化时需要氧气参与，包括CO、HS、SO、NH、PH等等。因此在检测此类气体时，如果氧气供应不足，很容易影响传感器信号输出，常见的现象就是灵敏度偏低，或者输出信号先升高后降低。所以在使用电化学传感器测试还原性气体时，尽可能采用空气来平衡气体。

3、环境温度

绝大多数气体传感器对环境温度是敏感的。环境温度的高低会影响电化学传感器的零点，其零点是指其在洁净空气中的信号输出，因为空气中干扰气体或者是传感器电极本身具有一些杂质，导致发生化学反应，并释放出信号。化学反应受温度的影响明显，温度越高，化学反应越剧烈，导致零点越高，反之亦然；环境温度还对传感器的灵敏度造成影响，短时间内温度越高，化学反应越剧烈，影响传感器输出信号的准确性；因此为了降低温度带来的影响，温度补偿是最直接有效的解决办法。

4、环境湿度

大多数气体传感器对环境湿度是敏感的。湿度就是气态水，水如果参与了化学反应或物理过程，那么气体传感器就会有读数；如果水在整个化学反应或物理过程中的作用较小，那么湿度所造成的影响就比较小。传感器若长时间处于高温低湿的环境中，容易出现电解液挥发干涸的现象，从而导致电子的传输收到制约，内阻增大，反应速度变慢，灵敏度降低，表现为传感器灵敏度衰减，直接影响传感器使用寿命。能够长期使用的湿度范围是15%RH-90%RH，最有利的湿度是20℃时候的60%RH。为了降低温湿度带来的影响，对传感器温湿度补偿是最直接有效的解决办法。

5、气体压强

气体传感器是测量气体浓度的，当气体被压缩的时候，气体的相对浓度并不会增加，但是绝对浓度是增加了，也就是说，在单位体积的空间中，所包含的被测气体分子数增加了，因此当其相对浓度不变的情况下，气体压强增加，传感器的读数也会相应增加。

如何消除环境压力带来的影响呢？首先要将测试工装设计好，气体不能垂直吹向传感器顶面，而要平行于传感器顶面吹过。其次，要让气流流过的时候有泄压的缝隙，最好不要密封，这样便能够保证气室内外压力几乎一样，进而消除外界压力对测试结果带来的影响。

6、气体流量

气体是物质的一个态，与液体一样是流体，气体的流动方向是从高气压流向低气压，压力差越大，流速就越大。一般说来，流速对于短时间之内的检测结果影响不大。对于有加热功能的传感器，流速大会带走热量，降低温度，从而造成传感器灵敏度改变；对于电化学传感器，气体流量大会带走传感器内部的水份，导致传感器失效。流量大也不是没有好处，对非色散红外传感器，流量越大，响应越快。

7、老化时间

大多数气体传感器在使用前需要对其进行老化，电化学传感器更是如此。合适的老化时间可以使传感器具有稳定的输出。电化学传感器在运输过程中，或者在搁置期间，电极表面很容易吸附一些杂质，使得在刚通电时，传感器读数经常出现零点偏高，或者输出值跳动等现象。此时如若进行测试气体，其得到的测试结果明显有误差。因此，对其进行合适的老化可以得到稳定的输出，从而减小其对传感器读数的影响。

8、交叉灵敏度

交叉灵敏度，也称为交叉干扰，指的是即使目标气体不存在时也会导致传感器内的电极发生反应的气体。能消除这种反应吗？在理想情形下能消除。交叉灵敏度可能会导致电化学气体检测仪出现几种类型的不准确读数。它们可以是正的(表示气体的存在，即使它实际上并不存在，或表示该气体的水平高于其真实值)，也可以是负的(对目标气体的响应降低，在它实际存在时表示它不存在，或者显示的目标气体浓度低于实际存在的浓度)，干扰气体也可能引起抑制。

抑制是指当传感器同时接触目标气体和抑制气体时，传感器无法记录目标气体，或者抑制气体导致传感器在接触抑制气体后的一段时间内(可能是数小时甚至数天)停止记录目标气体。

一些制造商会发布交叉敏感度的数据和图表，这些数据和图表对交叉敏感度如何影响产品的读数会有一定的解释。然而，重要的是不要过分依赖这些数据：电化学传感器之间可能存在巨大差异，制造商可能会在短时间内改变其传感器设计和规格，科学认识也在不断发展。因此，与制造商的技术支持团队保持联系是一个更好做法，他们了解最新信息，并最有资格对指定的传感器提出建议。确保参与气体检测的所有工作人员都了解交叉敏感度和干扰的性质，并对其可能产生的影响保持警惕，也是非常明智的做法。

编辑：黄飞