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氧传感器实际应用 传感器如何做好保养

时间:2020-07-06    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
【导读】 电化学氧传感器在其实际应用中存在着气候影响、寿命与可靠性以及残余电流等问题 ,针对这些具体问题,我们在实际运用中采取了不同的方法加以解决。 1 、气候对氧传感器的影响 在正常情

电化学氧传感器在其实际应用中存在着气候影响、寿命与可靠性以及残余电流等问题 ,针对这些具体问题,我们在实际运用中采取了不同的方法加以解决。

1 、气候对氧传感器的影响

在正常情况下,气候条件的变化 ( 温度、湿度和气压的波动 ) 会对氧传感器性能的稳定性产生不同程度的影响。温度的变化会对透氧膜的透氧率产生影响,从而影响扩散电流。用热敏电阻补偿可以抵偿一部分温度波动而产生的偏差,使之变为原来的 1/2 ~ 1/3 。还有些氧传感器表面的透气膜粘附水气的能力强,其透氧量会随湿度升高而减少,造成氧传感器 性能降低, 所以选择氧传感器的透气膜时,应选择对水气的粘附力不强,对水气的粘附性也较稳定的透气膜。大气压波动会同步地引起传感器性能波动,目前许多国家正在研究消除大气压波动对氧传感器性能影响的方法,方法之一是利用池壁来安装压力缓冲器,这种压力缓冲器实质上是一张不透气的膜,利用这张膜的缓冲性可减少大气压波动对氧传感器性能的影响。

2 、化学氧传感器的寿命与可靠性

由于受电极结构、电解质材料及生产工艺的影响,电化学式氧传感器的可靠性偏低,满足不了使用要求,为客观反映电化学式氧传感器保持其性能指标的能力,分析和评价电化学式氧传感器的可靠性,建立传感器可靠度随时间变化规律模型及特征参数间关系就具有重要意义。做法之一就是从同批产品中随机抽样,先进行使用寿命试验,再根据试验数据进行寿命分布模型统计推断和失效分析。失效分析的主要指标是灵敏度、测量范围和测量精度。按企业标准 Q / UN2585 — 298 规定,氧传感器测量精度< ± 1% 时,灵敏度变化及测量范围的变化都能由测量精度反映出来。所以寿命试验中的检测参数确定为测量精度,若传感器的测量精度超出 ± 1% ,即判为该传感器失效。

3 、残余电流问题

当气样的含氧量为零时,传感器的扩散电流并不为零,这个电流我们称之为残余电流或漏电流 ( I c ) 。在传感器状态为新且电解液纯洁时, I c 很小且可以忽略。但随着使用过程中传感器被杂质的感染及酸碱度的变化, I c 逐渐变大,这将对仪表的测量精度造成影响。因此,仪表设计中应设有残流校正(利用高纯氮气或氨气定期校正残流),使得仪表在使用过程中保证测量的高精度。



    涡轮流量计是一种精密流量测量仪表,与相应的流量积算仪表配套可用于测量液体的流量和总量。广泛用于石油、化工、冶金、科研等领域的计量、控制系统。配备有卫生接头的涡轮流量传感器可以应用于制药、食品等行业。

    涡轮流量计传感器部分的维护保养要注意以下几点:

    1、使用时,应保持被测介质的清洁,不含纤维和颗粒等杂质。

    2、涡轮流量传感器在开始使用时,应先将传感器内缓慢的充满介质,然后再开启出口阀门(阀门应安装在流量计后端),严禁传感器处于无介质状态时受到高速流体的冲击。

    3、涡轮流量传感器的维护周期一般为半年。检修清洗时,请注意勿损伤测量腔内的零件,特别是叶轮。装配时请看好导向件及叶轮的位置关系。

    4、涡轮流量传感器不用时,应清洗内部介质,吹干后且在传感器两端加上防护套,防止尘垢进入,然后置于干燥处保存。

    5、配用的过滤器应定期清洗,不用时应清洗内部的介质,同传感器一样,加防尘套,置于干燥处保存。

    6、在传感器安装前,用口吹或手拨叶轮,使其快速旋转观察有无显示,当有显示时再安装传感器。若无显示,应检查有关各部分,排除故障。





  现代传感器在原理与结构上千差万别,如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器,是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。当传感器确定之后,与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。测量结果的成败,在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。

1)根据测量对象与测量环境确定传感器的类型

 要进行—个具体的测量工作,首先要考虑采用何种原理的传感器,这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为,即使是测量同一物理量,也有多种原理的传感器可供选用,哪一种原理的传感器更为合适,则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题:量程的大小;被测位置对传感器体积的要求;测量方式为接触式还是非接触式;信号的引出方法,有线或是非接触测量;传感器的来源,国产还是进口,价格能否承受,还是自行研制。

 在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器,然后再考虑传感器的具体性能指标。

2)灵敏度的选择

通常,在传感器的线性范围内,希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时,与被测量变化对应的输出信号的值才比较大,有利于信号处理。但要注意的是,传感器的灵敏度高,与被测量无关的外界噪声也容易混入,也会被放大系统放大,影响测量精度。因此,要求传感器本身应具有较高的信噪比,尽员减少从外界引入的厂扰信号。

  传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量,而且对其方向性要求较高,则应选择其它方向灵敏度小的传感器;如果被测量是多维向量,则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。

3)频率响应特性

传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围,必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件,实际上传感器的响应总有—定延迟,希望延迟时间越短越好。

传感器的频率响应高,可测的信号频率范围就宽,而由于受到结构特性的影响,机械系统的惯性较大,因有频率低的传感器可测信号的频率较低。

 在动态测量中,应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性,以免产生过火的误差

4)线性范围

 传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲,在此范围内,灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽,则其量程越大,并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时,当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。

但实际上,任何传感器都不能保证绝对的线性,其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时,在一定的范围内,可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的,这会给测量带来极大的方便。

5)稳定性

 传感器使用一段时间后,其性能保持不变化的能力称为稳定性。影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外,主要是传感器的使用环境。因此,要使传感器具有良好的稳定性,传感器必须要有较强的环境适应能力。

在选择传感器之前,应对其使用环境进行调查,并根据具体的使用环境选择合适的传感器,或采取适当的措施,减小环境的影响。

传感器的稳定性有定量指标,在超过使用期后,在使用前应重新进行标定,以确定传感器的性能是否发生变化。

 在某些要求传感器能长期使用而又不能轻易更换或标定的场合,所选用的传感器稳定性要求更严格,要能够经受住长时间的考验。

6)精度

精度是传感器的一个重要的性能指标,它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。传感器的精度越高,其价格越昂贵,因此,传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以,不必选得过高。这样就可以在满足同一测量目的的诸多传感器中选择比较便宜和简单的传感器。

  如果测量目的是定性分析的,选用重复精度高的传感器即可,不宜选用绝对量值精度高的;如果是为了定量分析,必须获得精确的测量值,就需选用精度等级能满足要求的传感器。

对某些特殊使用场合,无法选到合适的传感器,则需自行设计制造传感器。自制传感器的性能应满足使用要求。



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