根據(jù)氣體的類型和濃度范圍,氣壓傳感器范圍的校準(zhǔn)可能非常簡(jiǎn)單,也可能非常復(fù)雜和昂貴。根據(jù)該原理,為了達(dá)到令人滿意的準(zhǔn)確度,目標(biāo)氣體和背景環(huán)境氣體的平衡混合物是最佳的校準(zhǔn)氣體。但是,雖然可以做到,但是對(duì)操作人員的技能要求比正常高。事實(shí)上,大多數(shù)校準(zhǔn)氣體都是從化工廠購(gòu)買的。以下部分介紹了幾種測(cè)量范圍校準(zhǔn)方法。
A.預(yù)混校準(zhǔn)氣體。
預(yù)混校準(zhǔn)氣體的方法是氣體傳感器校準(zhǔn)的首選和最流行的方法。預(yù)混校準(zhǔn)氣體可以在一定壓力下壓縮儲(chǔ)存在氣瓶中。這些瓶子的尺寸可以是任意的,但是當(dāng)在現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)時(shí),人們更喜歡小而輕的圓柱體。這些小型便攜式氣瓶可分為低壓和高壓氣體設(shè)備兩類。
低壓氣瓶壁薄,重量輕,一般不回收,一次性使用。高壓氣瓶是為純危險(xiǎn)化學(xué)品設(shè)計(jì)的。對(duì)于校準(zhǔn)氣體,這些鋼瓶通常有厚壁,可以承受2000磅/平方英寸的壓力。
為了校準(zhǔn)傳感器,使高壓氣體流出高壓氣瓶,需要一個(gè)減壓器。它由壓力控制器、壓力表和限流孔組成。限流孔是一種在給定壓力下允許一定量空氣流動(dòng)的最小線孔。
在校準(zhǔn)過(guò)程中,為了獲得正確的讀數(shù),一些傳感器需要有濕度。該加濕過(guò)程步驟與傳感器零點(diǎn)設(shè)置相同。
B.滲透設(shè)備。
滲透設(shè)備是一個(gè)裝有氣液平衡化學(xué)品的密封容器。氣體分子透過(guò)滲透容器的邊緣或頂蓋。氣體分子的滲透速率取決于物質(zhì)的滲透性和溫度。滲透性長(zhǎng)期穩(wěn)定。與滲透化學(xué)物質(zhì)混合形成的恒定校準(zhǔn)氣體在給定溫度后會(huì)知道其滲透性。這需要一個(gè)恒溫口徑測(cè)量器和一個(gè)流量控制器。然而,滲透管以恒定的速率連續(xù)輸送化學(xué)物質(zhì),這導(dǎo)致儲(chǔ)存和安全問(wèn)題。對(duì)于應(yīng)用來(lái)說(shuō),給定氣體的滲透性可能太高或太低。例如,高蒸汽壓的氣體滲透得太快,而蒸汽壓非常低的氣體化學(xué)品滲透率太低,不能用于任何目的。
大多數(shù)滲透設(shè)備可以在實(shí)驗(yàn)室找到,通常用于分析儀器。對(duì)于氣體監(jiān)測(cè),傳感器校準(zhǔn)所需的濃度是典型的高滲透率設(shè)備。因此,其應(yīng)用受到限制。
C.交叉校準(zhǔn)。
使用交叉校準(zhǔn)方法,每個(gè)傳感器都受到其他氣體的干擾。例如,為了校準(zhǔn)100%LEL的乙烷氣體,通常使用50%ELE的甲烷氣體來(lái)代替實(shí)際的乙烷氣體。這是因?yàn)橐彝樵谑覝叵率且后w,蒸汽壓低。因此,很難使用精確的混合物并將其保持在高壓下。
換句話說(shuō),甲烷的蒸汽壓很高,非常穩(wěn)定。此外,它可以與空氣混合并保持在高壓下。與乙烷混合物相比,甲烷可以用于更多的校準(zhǔn)場(chǎng)合,并且使用壽命長(zhǎng)。容易獲得50%的乙烷混合物。因此,可燃?xì)怏w報(bào)警裝置的制造商建議使用甲烷作為校準(zhǔn)其他氣體的替代品。
有兩種方法可以用甲烷來(lái)代替其他氣體的校準(zhǔn)。第一種方法是用甲烷校準(zhǔn)可燃?xì)怏w報(bào)警器,同時(shí)將獲得的讀數(shù)乘以手冊(cè)中的響應(yīng)因子,以替代其他氣體的讀數(shù)。最常用催化傳感器就是這種情況。
催化傳感器是線性系統(tǒng)的輸出,因此響應(yīng)因子的使用符合滿量程范圍。比如傳感器用甲烷標(biāo)定時(shí),戊烷的輸出只有甲烷的一半。所以戊烷的響應(yīng)因子是0.5。因此,當(dāng)傳感器實(shí)際檢測(cè)到戊烷并用甲烷校準(zhǔn)時(shí),讀數(shù)乘以0.5,得到戊烷的讀數(shù)。
第二種方法仍然使用甲烷作為校準(zhǔn)氣體,但是校準(zhǔn)讀數(shù)是兩倍。例如,100%LEL戊烷用50%LEL甲烷校準(zhǔn)氣體校準(zhǔn)。雖然校準(zhǔn)用的是甲烷氣體,但校準(zhǔn)后讀數(shù)是戊烷氣體濃度。
許多低量程有害氣體傳感器可以用交叉氣體校準(zhǔn)。同樣,紅外探測(cè)器吸收所有相同波長(zhǎng)的氣體,可以采用交叉校準(zhǔn)法。交叉校準(zhǔn)方法的優(yōu)勢(shì)在于,它允許使用范圍易于獲得和處理的氣體來(lái)校準(zhǔn)傳感器。
然而,使用交叉校準(zhǔn)方法時(shí)存在一些問(wèn)題。首先,每個(gè)傳感器的響應(yīng)因子是不同的,因?yàn)樵谥圃靷鞲衅鲿r(shí)不可能使每個(gè)傳感器都相同。例如,在催化傳感器中,加熱器電壓在手冊(cè)中有描述。此外,不能使用響應(yīng)因子。響應(yīng)特性將隨著加熱器電壓的設(shè)置而變化。因此,用實(shí)際目標(biāo)氣體校準(zhǔn)傳感器進(jìn)行周期性檢測(cè)是一種很好的方法。
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D.氣體混合。
并非所有校準(zhǔn)氣體都可用。即使有,在一定濃度或固定的背景混合物下,校準(zhǔn)氣體也可能沒(méi)有。然而,許多混合氣體可以被稀釋以校準(zhǔn)低濃度范圍氣體監(jiān)測(cè)器。
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