2025年02月12日 14:32:27 来源:郑州炜盛电子科技有限公司 >> 进入该公司展台 阅读量:5
本期为大家分享关于红外气体传感器(NDIR)的概念定义,在日常应用中更关注的也无非这几点,通过了解这些可以让大家准确的掌握传感器选型,基础应用时不易出错。
定义:分辨率是描述传感器能够分辨的更小的气体浓度改变量的参数。分辨率和灵敏度和噪声相关,类似电子技术里面的一个参数——信噪比。
由于NDIR传感器原始信号与浓度之间是非线性的所以NDIR传感器的灵敏度在不同浓度下是不一样的,零点时更高,满量程时更低。另外,不同浓度下的噪声水平却是接近的。因此,根据分辨率的公式,NDIR传感器在零点时分辨率更好,在满量程的时候更差,量程越大分辨率越小。
现在市面上更常见的NDIR传感器是CH4和CO2的。CH4传感器可以接受的分辨率为500PPM,即1%LEL;CO2传感器可以接受的分辨率为100PPM。的需求,检测CH4泄露的传感器分辨率需要在25PPM以下,检测尾气排放CO2的传感器分辨率需要1PPM。分辨率与精度是截然不同的两个物理量,存在很大差异。
以红外工业传感器为例:
二氧化碳 | 量程 | MH-410D | MH-711A |
0~2000ppm | 1ppm | ||
0~6000ppm | 1ppm | ||
0~1%VOL | 1ppm | ||
0~3%VOL | 1ppm | ||
0~5%VOL | 10ppm |
甲烷 | 量程 | MH-440D | MH-741A |
0~5%VOL | 0.05%VOL | 0.01%VOL | |
0~10%VOL | - | 0.01%VOL | |
0~99%VOL | 0.1%VOL | 0.1%VOL |
定义:精度是测量值与真值的接近程度。包含精密度和准确度两个方面。 精度常使用三种方式来表征。
1)更大误差占真实值的百分比,如测量误差3%;
2)更大误差,如测量精度±0.02mm;
3)误差正态分布,如%~10%占比例65%,误差10%~20%占比例20%,误差20%~30%占10%,误差30%以上占5%。
比较以上三种表征方式,可以看出更大误差百分比方式简单直观。由于基于真实值,不具体。在不知道真实值的情况下,无法判读误差的具体大小。.更大误差方式简单直观,反应了误差的具体值,但是有片面性。误差正态分布方式科学、全面、系统,但是表述较为复杂,所以反而不如前两种应用广泛。
NDIR传感器误差表征采用更大误差百分比方式。
型号 | 检测气体 | 量程 | 精度 |
MH-410D | 二氧化碳 | 0~2000ppm | ±200ppm |
0~6000ppm | ±300ppm | ||
0~1%VOL | ±3%F. S | ||
0~3%VOL | ±3%F. S | ||
0~5%VOL | ±3%F. S |
型号 | 检测气体 | 量程 | 精度 |
MH-440D | 甲烷 | 0~5%VOL | ±3%F. S |
0~99%VOL | ±3%F. S |
定义:传感器开始通电到传感器信号输出值稳定所需的时间
预热时间短,传感器内部温度还处于上升的过程中,并未平衡,所以此时的测量数据精度稍差。等传感器内部温度达到动态平衡了,就能达到更好的精度。工业安全领域用的NDIR传感器预热时间一般比较短,1分钟之内都能正常检测。高精度、高分辨率仪表所用的传感器,预热时间就比较长了,基本上都要10分钟以上甚至60分钟。
预热期间还可以驱除光路内的凝露。在一些湿度高的环境中,如果NDIR传感器存放时间长了,光路内会结露。上电后,温度上升,凝露会慢慢减退,达到自动除湿的目的,适当延长预热时间可以达到规格书所规定的检测精度。
红外气体传感器的使用预热时间均为90s。 |
在试验条件下,被测气体浓度发生阶跃变化时,传感器输出达到稳定值的90﹪时所需的时间。
NDIR传感器的响应时间一般在15~30秒,环境特殊要求的传感器响应时间会超过90秒。
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