根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適傳感器

光學(xué)氣體傳感器是多種分析設(shè)備的核心部件,，直接決定了儀器的性能指標(biāo)和功能，儀器設(shè)計(jì)之初,，傳感器選型非常重要,。市面上各種原理、各個(gè)廠家的光學(xué)氣體傳感器琳瑯滿(mǎn)目,，指標(biāo)參數(shù)參差不齊,，要如何選擇最合適、 的傳感器呢,？

實(shí)際上每款傳感器都有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍,，要么性能指標(biāo)有優(yōu)勢(shì),，要么可靠性更值得信賴(lài)，要么價(jià)格便宜等等,。要根據(jù)具體需求和應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適傳感器,，比如經(jīng)常要測(cè)量組分繁雜、濕度高的氣體,，最好選擇UVDOAS,、FTIR這類(lèi)色散分光原理的氣體傳感器。關(guān)于傳感器的性能,、體積,、功耗、擴(kuò)展性,、價(jià)格等要綜合權(quán)衡,。

傳感器性能指標(biāo)權(quán)衡

選擇光學(xué)氣體傳感器，首先傳感器的關(guān)鍵指標(biāo)參數(shù)要優(yōu)于預(yù)研儀器的設(shè)計(jì)參數(shù),，除體積重量外,，一般要考慮以下幾點(diǎn)要素，（每個(gè)要素都很復(fù)雜,，本期先簡(jiǎn)單描述,，后面幾期再根據(jù)反饋詳細(xì)分析）：

1.    測(cè)量氣體種類(lèi)和干擾。

前者好理解,，要和儀器的目標(biāo)氣體一致,，比如開(kāi)發(fā)環(huán)境空氣CO2分析儀器選擇低量程LY-NDIR雙通道CO2模塊就*能滿(mǎn)足要求，但在背景氣中有干擾組分的就要同時(shí)考慮干擾組分的同時(shí)測(cè)量,，這是很多儀器開(kāi)發(fā)者經(jīng)常忽略的問(wèn)題,。比如開(kāi)發(fā)污染源SO2分析儀選擇NDIR原理就要考慮煙氣常見(jiàn)組分CH4的干擾，因?yàn)榧t外波段CH4在SO2吸收峰處同樣有吸收,，會(huì)帶來(lái)正干擾,，當(dāng)然選擇紫外差分原理的如LY-UVDOAS系列的傳感器就不用考慮CH4干擾。

2.    量程,、檢出限和線(xiàn)性誤差,。

分別代表了傳感器的實(shí)際測(cè)量范圍、 響應(yīng)濃度和結(jié)果正確度,，其中量程和檢出限指標(biāo)是一對(duì)有點(diǎn)矛盾的參數(shù),，一般長(zhǎng)光程設(shè)計(jì)的傳感器，會(huì)有低的檢出限和量程指標(biāo),，反之亦然,，當(dāng)然,，也有少數(shù) 的傳感器可以?xún)烧叨技骖?，比如嶗?yīng)的UVDOAS系列傳感器,，通過(guò)自適應(yīng)調(diào)整光譜波段算法，測(cè)超低濃度時(shí)選擇強(qiáng)吸收譜段反演計(jì)算測(cè),，超高濃度時(shí)選擇弱吸收譜段反演計(jì)算,，這樣兩個(gè)參數(shù)都能獲得很優(yōu)秀的指標(biāo)。

3.    響應(yīng)時(shí)間,、重復(fù)性和穩(wěn)定性

響應(yīng)時(shí)間一般是T90,、T10，表征了傳感器的響應(yīng)速度,，跟氣室體積,、氣體流速和平滑算法都有關(guān)系，因此也與精度,、檢出限指標(biāo)有點(diǎn)負(fù)相關(guān),。關(guān)于重復(fù)性和穩(wěn)定性，一般是在環(huán)境條件穩(wěn)定的情況下,，反復(fù)多次測(cè)量結(jié)果的一致性程度,。

4.    漂移（零漂、量漂）和適用溫度范圍

漂移指標(biāo)分為不同時(shí)間的漂移,，常見(jiàn)的有1h/4h/8h/24h/月/年漂移,，便攜式儀器，小時(shí)漂移更重要,，在線(xiàn)運(yùn)行儀器月漂移也很重要,，這關(guān)系到儀器設(shè)計(jì)或運(yùn)行時(shí)的調(diào)零周期，有些儀器還需要設(shè)計(jì)自動(dòng)調(diào)零氣路,。

適用溫度范圍,，在本文中不僅指?jìng)鞲衅骺晒ぷ鞯臏囟确秶€代表確保傳感器精度/線(xiàn)性誤差滿(mǎn)足指標(biāo)的溫度范圍,，溫度對(duì)光學(xué)氣體傳感器的影響非常大,，所以需要確定精度是在什么溫度范圍內(nèi)能滿(mǎn)足。有些傳感器比如嶗應(yīng)UVDOAS/NDIR/NDUV系列,，采取了大量的措施確保了溫度適用性,，指標(biāo)表里的誤差均是指在工作溫度范圍內(nèi)都能滿(mǎn)足的誤差；也有很多傳感器指標(biāo)誤差中僅僅在室溫條件滿(mǎn)足（有些在指標(biāo)表中看不出,，有些會(huì)用溫度漂移1℃示值漂移不超過(guò)滿(mǎn)量程的多少來(lái)描述）,，這樣就意味著儀器設(shè)計(jì)中要考慮增加對(duì)氣體傳感器應(yīng)用環(huán)境的恒溫設(shè)計(jì)或溫度補(bǔ)償算法，以滿(mǎn)足儀器的高低溫性能指標(biāo)要求,，據(jù)了解在多個(gè)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)中都有儀器高低溫適用性指標(biāo)要求,，畢竟儀器的客戶(hù)群體大多分布在全國(guó)各地，四季溫差,、晝夜溫差跨度非常大,。

5.    考慮升級(jí)和可擴(kuò)展性,，在儀器整個(gè)生命周期中，滿(mǎn)足當(dāng)前設(shè)計(jì)指標(biāo)就可以,？還是會(huì)根據(jù)市場(chǎng)需求而擴(kuò)展升級(jí)（這種情況在快速發(fā)展的行業(yè)中是經(jīng)常出現(xiàn)的,，污染源監(jiān)測(cè)行業(yè)指標(biāo)就一直隨著環(huán)保需求而不斷收緊）？如果是后者,，在核心傳感器選型時(shí)就要考慮傳感器的指標(biāo)可擴(kuò)展性,，市面有少數(shù)   傳感器具備擴(kuò)展空間，比如嶗應(yīng)的大部分UVDOAS傳感器和NDIR傳感器可以在硬件不變的情況下升級(jí)擴(kuò)展量程,，LY-UVDOAS更是可以在原基礎(chǔ)上擴(kuò)展測(cè)量氣體的種類(lèi),，然而這些擴(kuò)展功能是基于深厚的技術(shù)水平的，能做到,、做好的不多,，有儀器擴(kuò)展升級(jí)考量的要仔細(xì)甄別，選擇對(duì)的傳感器,，有利于儀器的快速升級(jí),、縮減研發(fā)時(shí)間和成本。

關(guān)于光學(xué)氣體傳感器的價(jià)格和價(jià)值

這是個(gè)有意思的話(huà)題,，本文簡(jiǎn)單一說(shuō),。市面上不同傳感器價(jià)格差異很大，這跟很多因素有關(guān),，最關(guān)鍵的還是指標(biāo),。有些傳感器是半定量的，有個(gè)不離譜的示值就可以,，僅作為一個(gè)參考,，這種很便宜；有些較準(zhǔn)確,，可以作為閾值判斷用,，價(jià)格一般；有些給出精確示值,，比如誤差在±5%以?xún)?nèi),，屬于工業(yè)級(jí)的，價(jià)格較高,；有些更   的傳感器給出更精確示值,、表現(xiàn)非常好的環(huán)境使用性，比如誤差在±2%甚至±1%以?xún)?nèi),，價(jià)格很高,。不同等級(jí)的傳感器，價(jià)格差異是數(shù)量級(jí)的，畢竟氣體傳感器做到一定精度指標(biāo)之后,，每一點(diǎn)小的提升,，都會(huì)需要付出很高的成本代價(jià)去實(shí)現(xiàn)。所以,，要根據(jù)預(yù)研儀器的要求和定位選擇最合適的傳感器。

另外,，傳感器的附加值差異也很大,，比如價(jià)格對(duì)比時(shí)，不要單獨(dú)看一個(gè)傳感器的價(jià)格,，要看測(cè)一種氣體的價(jià)格,，比如多通道LYNDIR傳感器一種氣體的價(jià)格就明顯低于多個(gè)單一氣體傳感器，同時(shí)去除了相互間的干擾,，節(jié)省了體積,，對(duì)儀器設(shè)計(jì)而言，增加功能同時(shí)省時(shí),、實(shí)力,、省空間，性?xún)r(jià)比自然高很多,。

關(guān)于傳感器之外的隱形附加價(jià)值也要權(quán)衡,。比如購(gòu)買(mǎi)嶗應(yīng)的傳感器，就附加了定制化的解決方案,，協(xié)助根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景選擇最佳好傳感器,、設(shè)計(jì)時(shí)用好，高質(zhì)量的售后服務(wù)和可能的升級(jí)空間,。

最后,，傳感器基本選好了后，還要實(shí)測(cè),，尤其上文中提到的幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo),，畢竟光學(xué)氣體傳感器良莠不齊，自己測(cè)過(guò)才知道,。

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