盛久隆科技有限公司

Sheng Jiu Long Technology Co., Ltd

您现在的位置:首页>>行业动态信息浏览

    传感器测量速度
    • 作者:曹生
    • 发布日期:2025年9月14日
    • 来源:盛久隆科技有限公司

             

    大多数在线式微量氧分仪的响应时间(T90)在几秒到几十秒之间,但对于要求极高的应用或从高浓度恢复到低浓度时,可能需要几分钟甚至更长的时间。

    T90 响应时间:指传感器输出值达到气体浓度变化量90%所需的时间。这是衡量测量速度最核心的指标。

    (1)传感器原理(决定性因素) 电化学传感器: 速度较慢:T90 通常在 10~30秒 左右。因为氧气需要扩散通过膜层,与电解液发生反应并产生电流,这个过程相对较慢。 特点:成本较低,适用于常量和微量氧分析,但响应速度是其主要短板之一。 氧化锆传感器: 速度极快:T90 可以达到 < 1秒 的水平。因为是在高温(700°C左右)下工作,化学反应和离子传导非常迅速。 特点:适用于高温、高压环境,如燃烧控制、热处理气氛炉,其快速响应是巨大优势。但通常用于百分比浓度级别,极微量(ppb级)应用较少。 光学传感器(可调谐二极管激光吸收光谱 - TDLAS): 速度非常快:T90 可达 1~5秒 甚至更快。因为是光速测量,几乎没有延迟。 特点:无消耗品,不受背景气体干扰,非常稳定,但初期投资成本高。非常适合需要快速响应的过程控制。

    (2)样气输送系统(极易被忽视的关键点) 这是在实际应用中导致响应变慢的最常见原因。即使传感器本身很快,如果样气到达传感器很慢,整体响应也会很慢。 取样管线长度和材质:管线越长,样气到达传感器所需的时间(死区时间)就越长。应尽量使用短而细的取样管,并选择惰性材质(如SS316L、EP管)。 取样流速:流速过低会延长响应时间。需要保证足够且稳定的流速。 过滤器:过滤器会增加流路阻力,并可能吸附氧气,导致响应延迟。必须使用专为微量氧分析设计的低吸附、小体积过滤器。

    (3)测量环境与工况 背景气体:某些气体(如碳氢化合物、H2、CO)可能会在传感器表面发生反应或产生干扰,间接影响响应速度。 压力与温度:较高的压力通常有利于提高响应速度(增加了氧分压,驱动扩散加快)。温度变化会影响传感器的化学反应速率和扩散速度。

    特别注意“恢复时间”:当仪器暴露于高浓度氧气后(例如校准或空气反扩散),再测量低浓度时,传感器读数需要很长时间才能稳定下来回到准确的微量水平,这个过程可能长达数分钟到半小时。这与T90响应时间是两个概念。