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傳感器選型

日期：2007-05-11 編輯：逸云天瀏覽：2473

傳感器選型指導(dǎo)

下面的每種傳感器-電化學(xué)型、催化型、固態(tài)型、紅外線和光電離探測(cè)器的應(yīng)用都必須滿足區(qū)域內(nèi)空氣的質(zhì)量和安全所要求的標(biāo)準(zhǔn)。些基本的要求如下：
1．傳感器將被設(shè)計(jì)成為小型、外表粗糟的小盒子。傳感器必
須適用于危險(xiǎn)地點(diǎn)和苛刻的環(huán)境，同時(shí)它必須是防爆的。傳感器必須是合算的，是為在工業(yè)生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)使用而設(shè)計(jì)的，安置的費(fèi)用也是合理的。
2．對(duì)于便攜式儀器，儀器具有合理的能源消耗，儀器所選的
電源為市場(chǎng)容易得到的電池。儀器體積小、方便，容易攜帶。在工業(yè)
環(huán)境中使用非常安全。由于使用在危險(xiǎn)區(qū)域，儀器必須具有安全合格證。
3．儀器的操作和維護(hù)將是很容易完成，只要工廠內(nèi)的職工經(jīng)
過簡(jiǎn)單的專業(yè)培訓(xùn)即可。
4．安裝固定傳感器時(shí)，在某周期內(nèi)，傳感器的功能將會(huì)達(dá)
到連續(xù)可靠，該周期長達(dá)30天。傳感器在工業(yè)環(huán)境下至少工作二年或更長，在合理的費(fèi)用基礎(chǔ)之上進(jìn)行更新和替換。傳感器可安裝在由控制器或計(jì)算機(jī)控制的集散系統(tǒng)管理的多點(diǎn)系統(tǒng)中。
5．儀器的費(fèi)用是合理的。為了有效的保護(hù)某區(qū)域，可安裝
多個(gè)傳感器。
本手冊(cè)討論了五種傳感器中的四種，均滿足以上的標(biāo)準(zhǔn)。只有光電離探測(cè)器除外。光電離探測(cè)器是種好的探測(cè)器，但是受到光的限制，因?yàn)樗邢鄬?duì)短的壽命和頻繁的維護(hù)要求，不適合固定點(diǎn)應(yīng)用。然而，只要用戶考慮了限制的條件，固定的光電離探測(cè)器還是可用的。
其他類型的傳感器雖然滿足以上的標(biāo)準(zhǔn)，但也有些限制。例如，熱傳導(dǎo)傳感器大部分應(yīng)用于濃度，而不常用于氣體監(jiān)視。
選擇傳感器所考慮的因素
就傳感器而言，經(jīng)常問的問題之是：“什么傳感器好？”。當(dāng)然，這個(gè)問題不能兩句就說清楚。每個(gè)傳感器有自己的性能和限制，因此個(gè)給定傳感器的適應(yīng)性很大程度取決于使用過程中的應(yīng)用。因此為了選擇個(gè)正確的傳感器，先必須確定應(yīng)用的要求。102頁總圖顯示了各種應(yīng)用的要求和檢測(cè)的技術(shù)。制造廠商提供傳感器的粗略的標(biāo)定。

在給定的應(yīng)用范圍確定傳感器應(yīng)遵循和考慮下列因素：
A．為了完成實(shí)際的目標(biāo)，儀器的特性應(yīng)滿足小的切要求。特性包括氣體的種類和傳感器的量程。被測(cè)氣體的量程和密度將是實(shí)際監(jiān)視密度的3到5倍。使用萬用表，將其量程選擇大于實(shí)際的測(cè)量量程。例如，選擇50V的量程去測(cè)量12V的電池。
B．檢測(cè)要監(jiān)視區(qū)域的背景氣體。有些情況背景氣體不能被檢測(cè)到，應(yīng)分析有代表性的采樣氣體。傳感器失效的主要原因是采樣氣體的存在。這點(diǎn)制造廠商無法給出建議。傳感器的選擇或性能必須滿足應(yīng)用的條件。
C．被安裝的傳感器溫度范圍應(yīng)在傳感器的性能之內(nèi)，同時(shí)，應(yīng)適合氣體的監(jiān)測(cè)。例如，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃料蒸汽壓力很低，如果飛機(jī)庫內(nèi)的溫度從未超過100°F，安裝傳感器測(cè)量可燃范圍是無用的，因?yàn)檎羝芏炔荒苓_(dá)到可燃別。
應(yīng)考慮白天和夜晚，冬天和夏天的溫差。大的溫度變化可能引起濕度的濃縮。在個(gè)限制的區(qū)域這點(diǎn)很重要，如靠近容器的地方空氣流通是很貧乏的。
D．種典型的要求為濕度在95%的非濃縮氣。濃縮的發(fā)生是溫度變化的原因，如早晨中窗戶和汽車擋風(fēng)玻璃上的水珠。通常，在正常的工業(yè)環(huán)境下是沒有問題的，甚至像墨西哥灣，只要空氣的流通是正常的，在這海岸線炎熱夏天的幾個(gè)月中都是沒有問題的。缺乏空氣流通的區(qū)域常常會(huì)引起氣體的濃縮。
固態(tài)型和催化型傳感器有加熱的自然環(huán)境。另外，設(shè)計(jì)的變送器操作電壓為14-24VDC，它可產(chǎn)生熱。因此，為了盡可能的減少濃縮，總是使傳感變送器的熱度跟環(huán)境溫度接近。通常電化學(xué)型傳感器要求相對(duì)低電壓，因此，變送器的溫度與環(huán)境溫度基本相同。在這種情況下，容易產(chǎn)生濃縮現(xiàn)象。
E．在應(yīng)用中要求傳感器總是暴露與氣體中，對(duì)于特殊要求和特殊性能的傳感器以及傳感器的供應(yīng)，需進(jìn)步的商量。設(shè)計(jì)合適的采樣系統(tǒng)是很困難的，另外，這樣的系統(tǒng)也是不可應(yīng)用的
要方方面面都考慮和注意到是非常困難的，但從節(jié)省時(shí)間和費(fèi)用方面，應(yīng)仔細(xì)考慮應(yīng)用的價(jià)值和對(duì)象。
根據(jù)傳感器的特性，個(gè)好的決策是傳感器滿足應(yīng)用的要求。
這并不是般性考慮所給出的傳感器應(yīng)用。所以，下列指導(dǎo)性的信息可以幫助你對(duì)傳感器作出合適的選擇。
相對(duì)可燃?xì)怏w的有毒氣體的監(jiān)視
氣體監(jiān)視的應(yīng)用通常可分為有毒氣體的監(jiān)視和可燃?xì)怏w的監(jiān)視。有毒氣體的監(jiān)視通常用于保護(hù)人的身體，其監(jiān)視的范圍是氣體允許爆炸限的3到5倍。對(duì)于大多數(shù)的氣體，量程是在濃度為PPM之中。
對(duì)于可燃?xì)怏w的監(jiān)視，量程是在燃點(diǎn)限之下或量程的部分如50%LFL。氣體的濃度很通常是百分之幾的量程。
換句話說，對(duì)于有毒氣體，傳感器必須在低濃度下能夠測(cè)量氣體；而可燃?xì)怏w的監(jiān)視傳感器必須測(cè)量濃度的氣體。
摘要
電化學(xué)型傳感器。除應(yīng)用于氧氣以外，電化學(xué)型傳感器的設(shè)計(jì)都應(yīng)用于有毒氣體的監(jiān)視。這些傳感器僅僅適用與低含量PPM范圍。對(duì)于便攜式的儀器，電化學(xué)型傳感器有許多點(diǎn)，它的能源消耗低，對(duì)氣體的響應(yīng)快，不受濕度的影響。同時(shí)，傳感器是周期的暴露在氣體中，使傳感器的壽命大化。
因此，對(duì)于便攜式的儀器，電化學(xué)型傳感器是好的選擇。電化學(xué)型傳感器的壽命期望值為二年，然而，由于應(yīng)用不當(dāng)它的壽命可能更短。傳感器更換的費(fèi)用是很的，特別是當(dāng)使用的數(shù)目很大時(shí)。為了保持儀器的功能每年的費(fèi)用和勞力都必須考慮。
大約有20%的氣體可以通過電化學(xué)型傳感器來檢檢測(cè)。其余的氣體（PPM量程）需使用固態(tài)型傳感器和光電離探測(cè)器。
催化型傳感器。在方便的可燃?xì)怏w量程LEL內(nèi)，催化型傳感器的應(yīng)用通常既好又簡(jiǎn)單。傳感器的使用壽命長因?yàn)樵诒銛y應(yīng)用中它的使用是偶爾的。催化型傳感器相對(duì)來說便宜，但需要確認(rèn)的是它必須是知名廠提供的。
紅外線和固態(tài)型傳感器。對(duì)于可以使催化型傳感器中毒，使傳感器可用的氣體，應(yīng)在紅外線傳感器和固態(tài)型傳感器之間選用。這取決于所檢測(cè)的氣體，紅外線傳感器具有很好的特性，但檢測(cè)的氣體受到限制。換句話說，固態(tài)型傳感器在量程為LEL中可檢測(cè)大多數(shù)的化學(xué)成分。
在固定式應(yīng)用中，傳感器總是暴露在環(huán)境氣體當(dāng)中。對(duì)于有毒氣體，使用固態(tài)型傳感器通常是有利的，特別是當(dāng)傳感器的數(shù)量很大時(shí)。
應(yīng)用中的沖突可能是個(gè)問題。好研究下傳感器的特性并同供應(yīng)商商討。
對(duì)于固定式可燃?xì)怏w的應(yīng)用，應(yīng)選擇催化型傳感器、固態(tài)型傳感器和紅外線傳感器，詳細(xì)的描述分別在第4，5，6章。
對(duì)于氣體的監(jiān)視沒有個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的特性。下面的“氣體監(jiān)視儀表典型特性”表是依據(jù)用戶和市場(chǎng)的要求所列的摘要。在這僅作為參考。

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