库仑电量传感器和电化学传感器在等压法透氧测试中的区别

2011-07-09 14:44:42来源: 互联网
等压法透氧测试的国际标准ISO15105-2、ASTM D3985和中国国标GB/T 19789都要求采用库仑电量传感器,并且明确说明该库仑电量传感器是一种无需校准的绝对值传感器。但是在市场上还存在一种采用电化学传感器的透氧仪,其检测精度和稳定性都无法和库仑电量传感器相比,以下是对这两种传感器的分析介绍:

一、库仑电量传感器

1、库仑电量传感器是国际公认的绝对值传感器

库仑电量传感器符合法拉第定律,每进入一个氧气分子,就会释放出四个电子,输出效率高达98%,这个线性正比关系不受渗透浓度和传感器环境变化影响。

2、库仑电量传感器对渗透过来的氧气进行100%的检测,不漏掉一个。

3、库仑传感器是无需校准的

平时只需要对样品的测试环境,如温湿度、流量、基准噪音等参数进行准确控制。可以利用MOCON提供的具有NIST有效追溯性的标准膜对透氧仪整机进行验证,而非校准。

4、库仑绝对值传感器不受环境温度、传感器温度和载气流速的影响

5、库仑电量传感器的使用寿命长。

在正常的连续高阻隔测试情况下,可使用5年。

5、只有MOCON公司的透氧仪采用了真正的库仑电量绝对值传感器

只有MOCON透氧仪真正符合ISO10105-2、ASTM D3985和GB/T 19789等标准求,其精度、可靠性之高是全球公认的。

二、电化学传感器:

1、电化学传感器是一种相对值传感器。

为了延长传感器的使用寿命,电化学传感器外层包覆着一层软膜,从样品渗透过来的氧气中只有一小部分能透过这层软膜,最终进入传感器而产生电信号,这层软膜的存在使渗透过程变成了两次,使这个传感器成为了一个相对值传感器,不能根据氧分子数量线性地输出电信号。

2、电化学传感器只检测一小部分渗透过来的氧气。

而大部分渗透过来的氧气从旁路直接排出,没有被100%地检测,软膜的自身渗透性能变化(如老化、温度变化等)直接影响测试的准确性。

3、电化学传感器需要用不同浓度的氧气进行分段校准补偿。

但是由于电化学传感器只对一部分氧气进行检测,无法达到线性的输出,所以只用几种浓度的氧气进行校准仍然无法保证全量程精度。只要透氧仪需要校准补偿,它即是采用了不符合标准要求的电化学传感器。

4、电化学传感器会受环境温度、传感器温度和载气流速的影响

由于传感器位于仪器的机箱中,传感器温度会随环境温度而变化,这个软膜自身的透氧率也会因而变化,这样传感器测试精度就很容易受环境温度变化的影响。一般标准实验室的环境温度波动在4~5℃之间(±2~3℃),这会给它们的传感器带来0.5cc/m2day以上的漂移,这个漂移对高阻隔材料的测试数据会产生很大的影响。

5、电化学传感器的使用寿命短

在正常的连续高阻隔测试情况下,使用寿命只有一年左右。

6、电化学传感器没有受到ASTM标准委员会的认可。

根据ASTM委员会主持的数据对比试验,尤其在测量低透过率的材料时,它的测试结果会出现极大的偏差,不能满足ASTM D3985要求。ASTM委员会最终的结论是保持ASTM标准中对库仑电量传感器的要求。

3.MOCON提供溯源NIST的标准膜来验证设备

MOCON所用的绝对值传感器无需校准,输出结果完全是线性的。但是MOCON公司仍可提供溯源N.I.S.T.的标准薄膜,给客户作为一个选择性的验证手段,用户可以在需要验证仪器的时候使用。标准膜共有三种不同的数量级,只要这三个标准膜的测量值在允许误差范围之内,根据线性关系,就能保证仪器处于最佳的状态,实现全量程上的测试精度。在日常工作时,用户只需要使用最接近平时测试范围的那张膜即可。

其他生产商的透氧仪由于使用的是相对值传感器,所以它们必须要使用标准薄膜进行校准补偿,使用三张标准膜,其实只能对三种氧气浓度梯度进行校准,只不过是对一条曲线上的三个点进行了校准而已,由于没有线性度,这个校准对全量称范围内的其他点是无效的。对于这三个校准点,做完补偿后,再用同一片膜做验证,验证结果的准确性并不能代表其它点的准确性。

关键字:仑电量传感器  等压法透氧测试

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0709/article_2942.html
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