手机版
化工仪器网手机版
化工仪器网小程序
官方微信
公众号：chem17
扫码关注视频号
德图烟气分析仪确保提供可靠的测量
2025年03月28日 08:22
来源：德图仪器国际贸易（上海）有限公司
测量仪器在日常使用中，经常暴露在苛刻或恶劣的环境条件下。气体分析传感器因端温度或超出测量范围的气体浓度而暂时过载的情况并不少见。同时也不能排除机械冲击（例如仪器跌落）的影响。此外，污垢和物质沉积可能会随着时间的推移而损害其功能。脉冲测试分析用于确定仪器是否在经历这些类型的事件之后仍然能够执行测量任务。传感器具有定期独立检查其状态的能力。
图1:电化学传感器结构示意图
通常，待测气体是不同成分的混合物。例如，在燃气锅炉的烟气中，二氧化碳（CO2）、水蒸气（H2O）、氧气（O2）和氮气（N2）占主导地位。此外，不wanquan燃烧会产生有毒的一氧化碳（CO），需要监测其在烟气中的比例。待测气体通过扩散屏障进入传感器，该扩散屏障可以设计成毛细管或膜。根据传感器类型，接下来可能会使用过滤器，它可以过滤混合物中的干扰成分。
气体会到达工作电极，与传感器内部的所有组件一样，该电极被电解液湿润。电解液用于电荷传输，并由酸性或碱性水溶液组成。稀释硫酸通常用作电解液物质。当相应目标气体的分子与工作电极表面接触时，将会发生化学反应：例如，在CO传感器中，测量气体中的CO被转化成CO2。在此过程中，电荷载流子被释放到电解液中，然后迁移到反电极。同时，电子会流动通过外部电路。因此，外部电路中产生的电流强度是目标气体含量的量度。电流越大，说明测量气体中含有的CO越多。参考电极用于稳定传感器信号，尤其是在目标气体浓度较高的情况下。
脉冲测试分析方法
脉冲测试分析是传感器对自身执行的诊断程序。与参考电极相比，在此过程中传感器的工作电极会短暂承受更高的电压。与该电势变化相对应，将会有电流流动。对该电流进行测量，然后可以根据电流I（t）强度和信号持续时间计算传感器中传输的电荷量Q（t）。它是评估传感器状态的关键变量：
总电荷量Q由两个部分的电荷之和组成（图2）。提升电极电位首先产生一个具有部分电荷量Q1的正传感器电流，然后当电极电位恢复到其初始值时，将会产生一个具有部分电荷量Q2的负传感器电流：
总电荷Q可以理解为图2中两个浅蓝色区域之和。
上述程序在测量仪器关闭时触发。因此，脉冲测试分析是在后台运行，不会干扰应用程序。
图2：虚线代表随着电位的偏移（单位mV）工作电极的激励。蓝色曲线显示了典型的传感器响应。电流/时间积分，即传输的电荷量，与传感器电流响应之下的浅蓝区域相对应。该值可用于评估传感器状态。
测试说明
德图进行了广泛的系列测试以开发脉冲测试方法。在三个月的时间里总共有100多个传感器接受了密集测试。传感器通过加载测试接受受控的加速老化。调查的目的一方面是确定老化过程与灵敏度损失之间的相关性，另一方面是获得脉冲测试结果。
这一系列测试是在柴油热电联产厂的烟气流上进行的。此外，在实验室中还以湿度和温度压力测试以及中毒事件的形式检查了环境影响：
烟气通过阀门控制被送入传感器，并在烟气和新鲜空气循环之间进行交替。烟气成分（气体类型、气体浓度、颗粒负载）本身对传感器提出了更高的要求。传感器上的有效负载可通过烟气测量时间与环境空气测量时间的比率进行调整。该测试中的分布为t烟气=90%和t环境空气=10%。
图3（从左到右）：柴油热电联产厂，气体采样示意图，评估装置上的受测试传感器。
在实验室进行湿度和温度压力测试。为了创造不同的湿度环境，干燥器提供了不同的盐溶液，并在其中存储受测试传感器。
在所谓的中毒压力测试中，传感器暴露在酒精蒸汽中。这种情况对应于仪器与污染环境接触，例如，如果在工具箱中有浸过溶剂的布。它们散发出的蒸汽会损害传感器的功能；以技术术语来说，这被称为传感器“中毒”。其征状表现为零信号值增加等。根据中毒程度，在数小时或几天后征状才会消退。
所有的系列测试均根据以下程序进行测试：
图5:压力测试对传感器性能的影响
结果和客户收益
根据测试传感器的定期测试创建完整的数据库。它代表了传感器参数的变化过程。在实际气体和湿度压力测试中，灵敏度参数与脉冲测试信号之间存在明显的相关性：
传感器灵敏度损失（x-轴）伴随有脉冲测试信号或电荷量Q（y-轴）的减少。这种关系的建模较为容易：具有理想传感器功能的范围与具有降低传感器功能的范围可以清楚地区分。这意味着可以在不使用标定气体的情况下在现场监控传感器。标定气体通常不是用户设备的一部分。无需标定气体和相关测试费用的功能测试可以实现明显的简化和节省。
在范围1中，传感器工作良好并提供可靠的读数。如果传感器的性能由于环境或负载影响或由于机械冲击（范围2）而恶化，用户会及时收到需要调整传感器的指示。范围3代表传感器灵敏度明显下降，建议紧急进行传感器调整，如有需要，建议更换传感器。
即使不使用标定气体，用户也可以根据规格了解关传感器的状态。
脉冲测试分析方法是基于短期电位偏移。这种电位偏移会在传感器中产生电流脉冲，可以对其时间进程进行评估。从流过的电荷量可以得出关于传感器状态的结论。
大量的测试表明，使用标定气体确定的传感器灵敏度与脉冲测试结果之间存在很强的相关性。这种相关性为评估传感器的功能和测量结果的质量提供了有效的基础。
可以在测量仪器中定期自动进行脉冲测试分析。它被设计为在后台运行，用户不会注意到，并且不影响测量仪的可用性。自我诊断取代了使用特定标定气体的耗时的传感器测试。它使仪器的使用更容易，同时也更可靠。
关键词：
德图烟气分析仪
免责声明
- 凡本网注明“来源：化工仪器网”的所有作品，均为浙江兴旺宝明通网络有限公司-化工仪器网合法拥有版权或有权使用的作品，未经本网授权不得转载、摘编或利用其他方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的，应在授权范围内使用，并注明“来源：化工仪器网”。违反上述声明者，本网将追究其相关法律责任。
- 本网转载并注明自其他来源（非化工仪器网）的作品，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责，不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时，必须保留本网注明的作品第一来源，并自负版权等法律责任。
- 如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。
最新产品
采购中心
