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導讀： 氣體傳感器是測量氣體濃度的，當氣體被壓縮的時候，氣體的相對濃度（%VOL）并不會增加，但是絕對濃度增加了。

氣體壓強

　　氣體傳感器是測量氣體濃度的，當氣體被壓縮的時候，氣體的相對濃度（%VOL）并不會增加，但是絕對濃度增加了。也就是說，在單位體積的空間中，所包含的被測氣體分子數(shù)增加了。因此，當氣體相對濃度不變的情況下，氣體壓強增加，氣體傳感器的讀數(shù)也會相應增加。在我們?nèi)粘贤ㄖ校?jīng)常將“壓強”說成“壓力”。因此，在下文中，我也就用“壓力”一詞代替“壓強”，為的是和日常叫法保持一致。

　　在介紹傳感器使用壓力范圍之前，需要簡單介紹一下氣體壓力的單位：最常見的單位是“大氣壓”，一個大氣壓為0.1MPa，或者叫100KPa，或者叫1000hPa，這個壓力相當于10M高的水柱對容器底面產(chǎn)生的壓強。

　　不同傳感器的使用壓力范圍是怎樣的？

　　催化燃燒傳感器（LEL）：LEL傳感器是物理傳感器，壓力范圍可以很寬，從0-2個大氣壓使用都沒有問題。但要注意，氣體壓力越大，LEL傳感器能測的可燃氣濃度就會越小。傳感器的輸出電壓如果超過了規(guī)格書所規(guī)定的范圍，可能會損壞哦！

　　電化學傳感器（EC）：因為EC傳感器內(nèi)部有液體，因此其壓力范圍不會很寬，通常都是1±0.2大氣壓。壓力過大，傳感器可能會導致漏氣或漏液，壓力過小，電解液也會從傳感器頂部“漫”出來，導致傳感器失效。

　　非色散紅外傳感器（NDIR）：NDIR傳感器的壓力范圍可以很寬，從0-2個大氣壓沒有問題。其壓力范圍取決于光源和探測器的耐壓。如果光源是玻璃燈泡，則玻璃燈泡是有耐壓的。紅外探測器是用金屬殼體和紅外濾波片密封封裝的，因此，探測器也有耐壓的問題。

　　光離子化傳感器（PID）：PID傳感器的壓力范圍不寬，一般都是1±0.1個大氣壓。范圍不寬的主要原因是紫外燈是由玻璃管和晶體封裝而成，并不耐壓。特別是當溫度很高或很低時，PID并不耐壓。

　　金屬氧化物半導體傳感器（MOS）：MOS傳感器是實心的，內(nèi)部也沒有液體，因此比較耐壓。0-2個大氣壓沒有問題。

　　氣體壓力是如何影響氣體濃度測量結果的？

　　無論是哪種氣體傳感器，實際上都是測的被測氣體的絕對濃度。當壓力增大后，物理和化學變化狀態(tài)一定會發(fā)生變化，從而使得讀數(shù)變大了。

如何消除環(huán)境壓力帶來的影響？

　　催化燃燒傳感器（LEL）：需要做壓力補償，現(xiàn)在小型化的MEMS工藝的壓力傳感器已經(jīng)很成熟了，例如美國的Honeywell、國內(nèi)的敏芯，都有各種量程、不同分辨率和封裝形式的壓力傳感器供應。

電化學傳感器：首先要將氣室設計好，氣體不能垂直吹向傳感器頂面，而要平行于傳感器頂面吹過。其次，要讓氣體流過的時候有泄壓的縫隙，最好不要密封。如下圖，就是一個4系列傳感器的標定帽，它能夠保證氣室內(nèi)外壓力幾乎一樣。

最后，當氣體壓力實在無法保證常壓的情況下，需要做壓力補償，電化學傳感器靈敏度-壓力系數(shù)基本是線性的。

　非色散紅外傳感器（NDIR）：NDIR也要做壓力補償，但是壓力和讀數(shù)并非線性關系。不同氣體的壓力-讀數(shù)補償關系也不一樣，需要大量的實驗來驗證。上面圖中是CO2的壓力補償曲線。請注意，該公式是不能用到其他氣體的。

　　光離子化傳感器（PID）：PID也要做壓力補償，但是壓力和讀數(shù)并非線性關系。不同氣體的壓力-讀數(shù)補償關系也不一樣，需要大量的實驗來驗證。

　　金屬氧化物半導體傳感器（MOS）：幾乎沒有人用MOS在高壓和低壓的情況下使用。因為其溫度性能、濕度性能不適合做氣體分析和工業(yè)安全監(jiān)測，只適用于家庭報警，和常壓下使用。