影响气体传感器读数的因素之一:气体浓度

哪些因素会影响气体传感器的读数？这个看似常见的问题，其实背后隐藏着很多原理性的知识，涉及面也是非常广。当遇到气体仪表读数不准的时候，许多客户首先会想到就是传感器故障。当然这也并不奇怪，气体传感器并非是完美的产品当然也会存在一些问题。当遇到此类问题的时候，将诸多因素进行逐一排查，才能找出根本的问题并解决之，切勿过早判定传感器本身故障。

影响气体传感器读数的因素很多，例如空间范围气体的浓度以及温湿度等等，大约可以分为以下这些：

1.气体浓度

2.平衡气

3.环境温湿度

4.气体压强

5.气体流量

6.传感器寿命

7.交叉灵敏度

先从气体浓度开始谈起：

气体浓度

气体传感器对被测气体的浓度是敏感的，这一点毋庸置疑。气体浓度越大，传感器输出信号改变量就越大。为什么用“改变量”这个词，而不用“信号”呢？因为气体传感器的输出的信号形式是多样的，信号变化量和气体浓度之间的关系也不同。各种气体传感器的信号是怎么样变化的呢？

非色散红外传感器（简称NDIR）的信号形式是电压输出。当被测气体不存在时，输出电压峰峰值最大。当被测气体浓度增大时，输出电压峰峰值随之变小。但这种变化不是和气体浓度呈线性关系，而是遵循朗伯比尔定律。浓度低的时候，灵敏度大，浓度高的时候，信号的灵敏度会变小。用数学公式表示某一浓度点的灵敏度为：dV/dC。式中V为信号峰峰值，C为气体浓度。

催化燃烧传感器元件（简称LEL）的电阻是随可燃气浓度而变化的。当用一只探测元件、一只补偿元件、两只固定电阻组成惠斯通电桥的时候，催化燃烧传感器的输出表现为电压输出。电压输出在低浓度（<3%volCH4）时，是呈线性变化的，在高浓度时，呈现出非线性。电压的改变量以mV计。

电化学传感器（简称EC）的信号形式是电流。输出电流是随被测气体浓度增大而增大的。对于控电位型（也叫定点位电解法）的电化学传感器来说，其输出电流随被测气体浓度呈线性变化；对于原电池型的氧气传感器来说，其输出电流呈近似线性的Ln对数曲线变化。

光离子化传感器（简称PID）的信号形式是电流输出。当被测气体不存在时，输出电流接近于零。当被测气体浓度增大时，输出电流随之增大。这种变化不是和气体浓度呈线性关系，浓度低的时候，灵敏度高，浓度高的时候，灵敏度低。用数学公式表示某一浓度点的灵敏度为：dI/dC。式中I为电流信号大小，C为气体浓度。

金属氧化物传感器（简称MOS）的信号形式是电阻改变，这一点和LEL传感器类似。当被测气体不存在时，MOS传感器的PN结电阻最大。当被测气体浓度增大时，PN结电阻随之变小。这种变化和气体浓度呈非线性关系。气体浓度低的时候，灵敏度高，浓度高的时候，灵敏度低。用数学公式表示某一浓度点的灵敏度为：dR/dC。式中R为PN结电阻大小，C为气体浓度。

非色散红外传感器（简称NDIR）的信号形式是电压输出。当被测气体不存在时，输出电压峰峰值最大。当被测气体浓度增大时，输出电压峰峰值随之变小。但这种变化不是和气体浓度呈线性关系，而是遵循朗伯比尔定律。浓度低的时候，灵敏度大，浓度高的时候，信号的灵敏度会变小。用数学公式表示某一浓度点的灵敏度为：dV/dC。式中V为信号峰峰值，C为气体浓度。

光离子化传感器（简称PID）的信号形式是电流输出。当被测气体不存在时，输出电流接近于零。当被测气体浓度增大时，输出电流随之增大。这种变化不是和气体浓度呈线性关系，浓度低的时候，灵敏度高，浓度高的时候，灵敏度低。用数学公式表示某一浓度点的灵敏度为：dI/dC。式中I为电流信号大小，C为气体浓度。

下一期将介绍影响气体传感器读数的其它因素。