引起報(bào)警器發(fā)生漂移的原因

電化學(xué)傳感器本質(zhì)上就是一個(gè)電池，可以等效為一個(gè)大電容，輸出微安級(jí)的電流。三電極電化學(xué)傳感器需插入稱之為“恒電位儀”（又稱“三電極系統(tǒng)”）的電路中才能正常工作。 推薦恒電位儀使用增益帶寬積較?。?00kHz左右）、差模輸入阻抗較?。?0MΩ左右）、輸入失調(diào)電壓較?。ǎ?00μV）的運(yùn)算放大器，如OPA336、OP177、OP295等，這樣可以有效抑制環(huán)境噪聲耦合對(duì)恒電位儀的干擾，避免電路發(fā)生震蕩引起漂移等問題。另外，應(yīng)該避免使用劣質(zhì)的運(yùn)算放大器，引起恒電位儀工作不正常從而發(fā)生震蕩、基線漂移等現(xiàn)象。

報(bào)警器數(shù)字發(fā)生漂移和傳感器漂移是完全不同的兩個(gè)概念。傳感器漂移是指在沒見到氣體時(shí)傳感器輸出一個(gè)電流。自發(fā)型電化學(xué)傳感器的性質(zhì)決定其自身不可能發(fā)生漂移。電化學(xué)傳感器的工作原理和燃料電池一樣，依靠聞到CO等毒氣提供能源而產(chǎn)生電流，因此沒有氣體存在傳感器就不會(huì)輸出電流，這和汽車不加汽油就不會(huì)跑是一個(gè)道理。（注：假如能發(fā)明一個(gè)電化學(xué)器件不用氣體自己就能輸出電流，相當(dāng)于不用能源就能發(fā)電，豈不是可以得諾貝爾獎(jiǎng)了。當(dāng)然這是永遠(yuǎn)不可能的，因?yàn)檫`反能量守恒定律）。有些終端客戶一見氣體報(bào)警器發(fā)生漂移現(xiàn)象了，立即就說傳感器壞了，這是不清楚電化學(xué)傳感器的工作原理而輕率下的錯(cuò)誤結(jié)論。

那么報(bào)警器為什么有時(shí)會(huì)發(fā)生基線漂移現(xiàn)象呢？引起報(bào)警器發(fā)生漂移的原因主要有下面幾點(diǎn)：

（1）傳感器接腳和線路板上的接插件接觸不良，恒電位儀類似于缺失了參比電極，參比電極端處于浮空（Floating）狀態(tài)，因此參比電極的恒電位功能不能正常工作，三電極系統(tǒng)得到一個(gè)虛假的電位反饋信息，對(duì)工作電極的電位補(bǔ)償將變得不可預(yù)知，工作電極和對(duì)電極之間的電位差處于不確定狀態(tài)，有可能引發(fā)傳感器內(nèi)部發(fā)生電解水反應(yīng)，產(chǎn)生電解電流，從而導(dǎo)致報(bào)警器漂移，嚴(yán)重時(shí)甚至假報(bào)警；正漂、負(fù)漂都有可能。注意，如果是工作電極或?qū)﹄姌O斷路或接觸不良，通常見到的現(xiàn)象是基線為零，對(duì)氣體沒響應(yīng)。因此，參比電極端發(fā)生接觸不良等產(chǎn)生的后果最為嚴(yán)重。在此過程中由于發(fā)生電解反應(yīng)，傳感器可能會(huì)遭受永久性損壞或暫時(shí)性損壞；如果是暫時(shí)性損壞通常將傳感器的工作電極和參比電極接腳短路后放置1天或更長(zhǎng)就能恢復(fù)。

（2）選用增益帶寬積太寬（例如：有達(dá)2-3MHz的）、差模輸入阻抗太大的運(yùn)算放大器，環(huán)境噪音容易耦合進(jìn)電路發(fā)生震蕩引起報(bào)警器漂移。電路設(shè)計(jì)中的參數(shù)不正確也會(huì)發(fā)生電路震蕩等嚴(yán)重問題，例如，接工作電極的第一級(jí)運(yùn)放的功能是電流電壓轉(zhuǎn)換器，如果反饋電阻的阻值太大，系統(tǒng)將很不穩(wěn)定，引發(fā)震蕩、漂移等問題。在這些問題發(fā)生時(shí)，傳感器有可能遭受永久性損壞或暫時(shí)性損壞。

（3）使用質(zhì)量低劣的運(yùn)算放大器，引起恒電位儀工作不正常，從而發(fā)生基線漂移。同樣，在此過程中傳感器有可能遭受永久性或暫時(shí)性損壞。

（4）電路中有虛焊，引起恒電位儀工作不正常?？赡墚a(chǎn)生的問題同上。

（5）長(zhǎng)期在濕度大、有腐蝕性氣體存在的環(huán)境里，線路板和所有接插部分又不氣密，元器件、接插件發(fā)生腐蝕，局部產(chǎn)生“微電池”，這些“微電池”產(chǎn)生的電流進(jìn)入放大電路，使恒電位儀和放大電路不能正常工作，產(chǎn)生各種各樣無法預(yù)料的問題，如漂移、無響應(yīng)、損壞傳感器，等等。

（6）傳感器發(fā)生電解液泄漏，流入線路板或接腳之間，引起短路等，使恒電位儀不能正常工作而發(fā)生漂移。傳感器內(nèi)部參比電極引線斷路或接觸不良（例如：傳感器遭碰撞、摔打、跌落，或由于制造過程中的缺陷，等），恒電位儀實(shí)際上缺失了參比電極，參比電極端處于浮空狀態(tài)，因此參比電極的恒電位功能不能正常工作。這一條是真正由于傳感器本身問題造成的報(bào)警器漂移等問題。注意，如（1）所述，如果是工作電極或?qū)﹄姌O的引線發(fā)生斷路或接插處接觸不良，產(chǎn)生的問題一般是沒有響應(yīng)。

（7）環(huán)境中存在干擾氣體如NO2、SO2、CO、H2S等，來自霧霾、附近工廠排放、垃圾堆放、室內(nèi)其它氣源等。這種情況實(shí)際不是“漂移”，是真實(shí)的干擾氣體存在。

智能型固定式氣體檢測(cè)儀推薦

湖南希思智能的XS-1000系列產(chǎn)品特點(diǎn)如下：

1、結(jié)構(gòu)模塊化、維護(hù)方便，接線安裝簡(jiǎn)單

2、插拔式智能探頭設(shè)計(jì)，即插即用，無需現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定

3、豐富的傳感器探頭設(shè)計(jì)，即插即用，無需現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定

4、豐富的傳感器量程選擇，可根據(jù)需求定制

5、支持PPM、mg/m3、PPB、ug/m3等單位自由切換

6、支持RS485和4~20mA(三線制)

7、支持LORA、ZIGBEE、NB-LoT、4G、GPRS等無線輸出，并可實(shí)現(xiàn)手機(jī)APP+云平臺(tái)+小程序上直接讀取監(jiān)測(cè)數(shù)值。

概述：

XS-1000新型智能型氣體檢測(cè)儀是一款采用模塊化設(shè)計(jì)、具有智能化傳感器檢測(cè)技術(shù)、整體隔爆(d)結(jié)構(gòu)、固定安裝方式的可燃/有毒氣體檢測(cè)儀、采用了進(jìn)口一線品牌氣體傳感器，探頭智能化設(shè)計(jì)，可即插即用無需再現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)配置帶有TFT液晶顯示，儀表具備三線制4-20mA模擬信號(hào)和RS485數(shù)字信號(hào)輸出，可選配置為可編程開關(guān)量輸出等模塊，方便系統(tǒng)組網(wǎng)及維護(hù)。

工作原理：

被測(cè)氣體進(jìn)入傳感器，在其內(nèi)部發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，從而把被測(cè)氣側(cè)含量轉(zhuǎn)化為電流(或電壓)信號(hào)輸出，智能傳感器探頭運(yùn)用了兩級(jí)高精度的低溫漂的放大器和高穩(wěn)定的電源處理電路，保障了儀表快速響應(yīng)、測(cè)量精確、性能穩(wěn)定、重復(fù)性好。

主要應(yīng)用：

石油、石化、冶金、化工、消防、燃?xì)狻h(huán)保、造紙、印染、污水處理、電力、通訊、食品釀造、科研、教育、國防。

技術(shù)指標(biāo)：

被測(cè)氣體：可燃?xì)怏w、O2、CO、H2S、TVOC 等

檢測(cè)原理：催化 、 電化學(xué) 、紅外 、光離子 、熱導(dǎo)等

采樣方式：擴(kuò)散式或管道式

顯 示：2.4 英寸 TFT 液晶顯示屏

量 程：0-10ppm 、 0-100ppm 、 0-1000ppm 、 0-10000ppm（量程可選、可訂制）

分 辨 率：0.001ppm 、0.01ppm 、0.1ppm 、1ppm （分辨率可選）

重 復(fù) 性：≤±2%

線性誤差：≤±1%

精 度：≤± 3 % F.S.

氣壓范圍：90～110KPa

功 耗：＜5.0W

工作溫度：-20℃~60℃

工作濕度：催化、紅外原理: 0~95%RH(不結(jié)露) 、電化學(xué)原理: 15%~95%RH(不結(jié)露）

繼電器：兩組開關(guān)量輸出（選配）

線性誤差：≤±1%

供電電源：12～36VDC

信號(hào)輸出：RS485 和 4～20mA （三線制），報(bào)警、故障繼電器輸出

支持 LORA、4G、GPRS 等

連接螺紋：M20*1.5 內(nèi)螺紋,可 選 G3/4 、G1/2、1/2NPT、3/4NPT

防爆等級(jí)：Exd I IC T6 Gb

防 護(hù)：IP65

尺 寸：195mm*178mm*90mm（MAX）

主體材料：ADC12 鋁合金 約 1.2kg，304/316 不銹鋼（選配）

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 50493-2019 石油化工可燃?xì)怏w和有毒 氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

GB 3836.1-2010 爆炸性環(huán)境 第1部分：設(shè)備 通用要求

GB 3836.2-2010 爆炸性環(huán)境 第2部分：由隔爆外殼“d” 保護(hù)的設(shè)備

審核編輯 黃宇