氣體壓力傳感器是在某一固定電位或 “偏值電壓”下工作的。這一固定電位的選擇需要兼顧幾種相互矛盾的因素: 分析氣體的化學(xué)特性(它是氧化或是 還原),響應(yīng)的速度和大小,傳感器的基線電流,和氣體中含有可能干擾的物質(zhì)及其相對響應(yīng)的大小等。
此外還須考慮與傳感器信號有關(guān)的二個方面的問題,因為它們與傳感器的工作關(guān)系密切。
1.背景電流
電化學(xué)傳感器可以想象為一個電容器,工作電極和基準電極之間的偏壓類似于電容器平 板之間的電壓。但在電化學(xué)傳感器的情況下,“平板”的有效表面面積非常大(例如在C0 傳感器中它可能大到lm2以上)。因此當(dāng)傳感器一開始置于其偏壓下時,可以觀察到一個很 大的充電電流。這一電流開始是可以高達幾個毫安,但很快就會降低到微安級。在15min 內(nèi)這一基線電流達到基本穩(wěn)定,以至可以進行(10〜100) X10-6范圍內(nèi)的測量。隨著傳感 器的老化,通常這一基線電流將變得更小和更穩(wěn)定,也就是說使傳感器性能更好。在設(shè)計儀 器時,傳感器應(yīng)長期保持置于在其偏壓下。這樣作功耗很小,而傳感器卻保持在“隨時準 備”的狀態(tài)。
最理想的是基線電流小于微安級,相當(dāng)于體積分數(shù)為十分之幾或幾個10—6的分析氣體。 當(dāng)然,只要它保持穩(wěn)定,較大的基線電流也是可以接受的。為了保證傳感器的快速穩(wěn)定, CO傳感器在其發(fā)貨時其工作電極和參考電極之間聯(lián)接了一片短路片,在傳感器裝入儀器之 前不要將其取走。
2.傳感器對分析氣體的響應(yīng)
電化學(xué)傳感器對分析氣體的響應(yīng)是快速的。例如,M系列CO傳感器對于一個分析氣體 的濃度階躍達到滿程響應(yīng)的90%所需時間小于20s (帶過濾器時為30s)。然而為了電化學(xué)傳 感器的標定準確,建議標定時通標氣的時間至少維持在lmin以上,之后才調(diào)節(jié)校準電位器。
由于在寬廣的濃度范圍內(nèi)響應(yīng)信號是線性的(大約超過三個數(shù)量級的范圍才會出現(xiàn)明顯 的線性誤差),因此,通常可用單一標氣來進行校準。建議采用標氣濃度接近其檢測范圍的 中間值來進行校準最為適宜。