问答

质量流量控制器

通信接口

Sensirion MFC/MFM具有以下模拟和数字通信接口:

- 模拟:0–5V, 0–10V, 4–20mA
- 数字:RS485、DeviceNet、IO-Link

模拟和数字通信的物理接口皆为标准Sub-D 9针连接器

传感器性能

Sensirion MFC直接测量流经传感器的气体分子(或气体质量)数量,对校准条件中的压力与温度偏差依赖性极小。具体温度和压力系数请查阅技术手册。气体温度变化对零点和量程误差都有影响,但压力偏差只会影响量程误差。

满流量压降:满量程流速下,由于阀门和孔口等障碍物影响,流体压力下降。因此,流入与流出之间的压差必须大于这个值,才能使流量达到满量程。

最大输入压力:上游输入端可承受的最大压力,由密封口的机械密封性决定。超过这个值,密封口和阀门可能会失效,设备可能会因此而变得松散。

最大压差:阀门两端压差最大值。一旦超过这个值,即使在零流量和稳定性控制下,压差也会导致阀门泄漏。

Sensirion的CMOSens®技术由多个方面组成。一是高度创新的测量新技术:一个加热元件加左右两个温度传感器对称排列的组合可实现快速精确测量气体流量。二是单个芯片集成专利CMOS评估电路,可对生成的模拟传感器信号进行可编程的、高度精确的放大和评估。

友商的测量技术大多为通过钢制毛细管测量上下游温度,从而推算出质量流量。钢制毛细管热质量高,对温度变化的测量相对较慢,对流量的控制也随之变慢。

相比之下,Sensirion将温度传感器和加热元件集成至单个芯片。芯片热质量明显较低,可以相对快速地记录温度变化,从而快速控制流量,极大地减少稳定时间。

控制范围即设备可控制的最大和最小流量之比。例如,控制范围为1000:1意味着流量可以控制在0.1%–100%FS。

Sensirion MFC直接测量流经传感器的气体分子(或气体质量)数量,对校准条件中的压力与温度偏差依赖性极小。具体温度和压力系数请查阅技术手册。气体温度变化对零点和量程误差都有影响,但压力偏差只会影响量程误差。

压强保持1013.25mbar不变时,参考温度变化对气体体积有影响,原理为盖-吕萨克气体定律。

规范升转化为标准升的公式如下:

- V/T=常数(盖-吕萨克定律)
- 例:标准升/标准温度(K)=规范升/规范温度(K)->标准升=293.15/273.15*规范升=1.0732规范升
- 即参考温度错误会导致7.3%的误差。

温度高于规定范围外可能导致设备出现以下问题:

- 精度降低:温度补偿只在特定温度内有效。
- 达不到满量程流量:温度过高会导致磁化作用降低,在相同的应用阀门电压/电流下,流量会降低。
- 关闭阀门泄漏率变化不大。阀门常闭。
- 尽管有这些限制,MFC仍可在高温环境下运行,温度可略高于规定温度范围极限(不得超过50°C )

如需在规定温度范围外操作MFC,请联系Sensirion。

机械整合

此连接方式可行。内部测试表明,影响小于1% m.v.。

传感器评估

请按照《查看软件手册》中的说明进行操作,以快速设置MFC并进行首次测量。如需节省设置时间,可考虑订购评估套件(内含一条连接电缆)。

气体流量

传感器性能

压强保持1013.25mbar不变时,参考温度变化对气体体积有影响,原理为盖-吕萨克气体定律。

规范升转化为标准升的公式如下:
- V/T =常数(盖-吕萨克定律)
- 例:标准升/标准温度(K)=规范升/规范温度(K)->标准升=293.15/273.15*规范升=1.0732规范升
- 即参考温度错误会导致7.3%的误差。

差压

传感器性能

O型圈的使用最终取决于实际应用。Sensirion最常用的O型圈规格如下如下:NBR材料,ID=3.50,W=1.50。

SDPxxx传感器针对空气校准。如与其他气体一起使用,传感器测量结果取决于被测气体热特性(与空气相比)。零点和温度补偿同理。

请避免使用腐蚀性或蚀刻性物质,如H₂O₂、NH₃等。

不,转换系数在大多数情况下不会给出可接受的结果。对于高容量应用,我们非常欢迎您与我们联系一起讨论差压传感器的定制版本。

可以,SDPxxx广泛适用于暖通空调(HVAC)应用,且快速受到市场欢迎。详情请查看差压传感器下载中心“适用于HVAC应用的差压传感器

传感器封装

SDP3x是SDP3x传感器系列的 “品牌名称”。这就是为什么所有SDP3x传感器(如SDP37、SDP31)的外壳上都标有 “SDP3x”。

尽管如此,仍可通过激光标记辨认产品型号。SDP3x后的第一个数字即代表“x”。

例如以下两款印有激光标记的传感器:

1: ""SDP3x 2243WP""
1: ""SDP3x 2243WP""

2: ""SDP3x 62E878""
1: ""SDP3x 2243WP""

1表示SDP32,2表示SDP36。

电气一体化

若需手动焊接,建议烙铁温度最高为350℃,焊接时间最长为3秒。

液体流量

通信接口

数字输出采用集电极开路,所以必须在数字输出和外部电压Vhigh之间加上上拉电阻以输出高电平。高电平电压值可自由选择,也可与电源电压相同,以便与控制系统逻辑电平相匹配。详情请参见SCC1模拟传感器电缆技术手册。

传感器性能

不提供重新校准服务。我们的传感器设计没有移动部件、不产生磨损。从技术角度看,传感器长期稳定性极佳,无需进行年检等定期检查。不过,我们依然建议制定特定应用的维护计划,在应用中定期检查传感器性能。此类计划根据不同应用情况而变,由客户公司应用专家自行定义。

当流速超过传感器规定范围,流量信号就会饱和,传感器精度随之下降。在流量规定范围内操作将使传感器达到理想性能。

传感器基于热式原理,被测液体的热特性会影响流量测量结果。如使用传感器校准介质(常为H₂O或IPA)之外的介质,传感器输出可能会有明显变化。请选择与待测介质主要成分最匹配的校准域。了解可用校准数据,请查阅传感器技术手册。要改变校准域,请点击传感器查看器软件界面右上角“编辑默认”按钮,选择适当校准域。

请检查参考参考值是否正常。

高频流量脉动可能会对流量数据可用性产生不利影响。若出现流量脉动(例如抽水机作为流量来源),可用流体阻尼等方法消除或减少脉动。

传感器流道内或传感器进口处出现气泡也会改变信号输出。可冲洗传感器消除气泡。特别是在低流速(ul/min及以下)情况下,液体蒸发后肉眼很难发现泄漏接头。测试流量路径是否泄漏的根本方法之一是增强液体路径气压,并检查传感器能否测量到任何流量。

不行,SLQ-HC60仅针对碳氢化合物(IPA)进行校准,不适宜测量水基介质。如需测试水流速度为80ml/min,可采用SLS-1500和SLQ-QT500(覆盖3–80ml/min)。与SCC1模拟传感器电缆结合使用,还可实现0V至10V模拟输出。

测量值(m.v.)或传感器读数的占比(x%)。

原则上可以。选择与待测液体化学成分最匹配的标准校准域即可。例如,盐水溶液可选择水校准,润滑油可选择碳氢化合物校准。校准域越匹配,传感器产生线性响应的可能性越高。最简单的做法是所有不含水液体皆采用IPA校准。

请记得与Sensirion联系说明您的待测介质。即使是水和IPA以外的液体,Sensirion液体流量传感器也有进一步解决方案。请联系我们获取更多帮助。

不管哪种液体,Sensirion液体流量计都具有极高的可重复性。不同液体流量计可重复性不同,但所有介质的典型值均为0.8%至1.5%。因此,当液体流量需保持在某特定范围内时,可将传感器输出值与设定的最大/小流量进行比较作为上/下限参考,传感器成为高度精准的参照计量器。此时液体流量计可在经验证的可接受范围内监测过程可重复性。绝对值可能因传感器而异,因此必须为每个流量计单独重新设置容差范围。

是的。所有Sensirion液体流量传感器均对至少一种标准液体(常为H₂O或IPA)进行100%工厂校准。更多信息请见传感器技术手册。

检查流体系统是否受到器械干扰。管道或传感器本身的振动或移动会对流体系统内的液体产生影响,这会通过传感器输出信号表现出来。传感器具有高度敏感性且响应快速,可能会显示出肉眼没有事先观察到的现象。微流控系统处理的流体质量小,因此往往具有高度动态性。传感器本身对运动或(合理)振动不敏感,但能检测到振动引起的真实流动。

可能有几个原因,其中一些和设置的环境条件有关。比如,所使用介质的物理性质发生变化、温度剧烈变化、流体通道或流量来源堵塞(比如泵故障),甚至系统泄漏。确保环境条件和介质物理特性不变。检查流体通道和流量来源是否出现问题。

检查流体系统的所有环节,找出流量波动原因。大多数时候,传感器不会出错。它具有高度敏感性且响应快速,可能会显示出肉眼没有事先观察到的现象。微流控系统处理的流体质量小,因此往往具有高度动态性。在真正的恒定流量下,传感器噪声信号应该与零流量时基本一致。可通过压力差创造恒定流量以观察这一现象。如果对观察到的现象仍不理解,请联系Sensirion获得更多支持。届时需提供流量数据、图表和流体系统设置介绍。

属正常现象。零流量情况也符合测量精度。接近零流量时的精度为“满量程的x%”。下面以液体流量传感器SLI-2000为例。

例:SLI-2000在接近零流量时的精度规格为“满量程的0.2%”。满量程流速5000 ul/min,流速≤200 ul/min时,得到的绝对“满量程精度”为±10ul/min。

不同液体流量计的详情,请查看相关技术手册。

没有严格限制液体流量计可测量的最小流速。要回答这个问题,首先必须考虑传感器的可重复性和在特定低流速下所需的测量精度。相对精度以x% m.v.(测量值)或满量程x%(取误差较大者)为准。可重复性基本可以理解为传感器的分辨率。当相对精度达到满量程的5%至10%左右,有一个特定流速,此时 “m.v. ”和 “满量程 ”的绝对测量精度相等。如果待测流速低于此流速,则从全量程到零流量误差都在可接受范围内。

例:SLI-2000的精度规格是 “低于满量程5.0 % m.v.或满量程的0.2 %""(以误差较大者为准)。满量程流速5000 ul/min,流速≤200 ul/min时,绝对“满量程精度”和“测量值精度”都为±10ul/min。因此,200ul/min以下的可能测量误差保持在±10ul/min。

可重复性则与传感器的分辨率有关。如前所述,流速为200ul/min时,传感器绝对测量精度为±10ul/min,而可重复性为1 ul/min(满量程的0.02%),甚至当流速远低于200 ul/min时(如50 ul/min),可重复性仍保持1 ul/min。

在过程控制应用中,可重复性往往比实际流速精度更重要。以SLI-2000为例,此时基本以可重复性1ul/min为准。

传感器封装

不直接接触液体。Sensirion液体流量传感器设计独特,通过毛细直管壁测量液体流速,可避免传感器元件沾水。湿料清单请见传感器技术手册“机械规格”。

机械整合

流量计套件中包含一套基本流体连接器。如需其他流体连接器,建议联系Idex、Vici、Nordson Value Plastics等流体连接器制造商购买。传感器技术手册中包含适合您所需特定型号流体连接器的详细信息。详情请参见下载中心“传感器端口和管道连接应用说明”。

传感器评估

检查USB驱动程序是否打开虚拟COM端口,以及端口编号是否正确。确保传感器电缆已正确插入。

确保其它所有使用COM端口的程序已关闭。如有必要,请重启计算机。

确保电脑操作系统与操作指南中的规定要求一致。USB线插入时会自动安装虚拟端口(VCP)驱动程序。驱动程序成功安装后,设备管理器会显示USB串口。

如以上操作未成功,请点击以下链接安装必要的VCP驱动程序。

细颗粒物

传感器性能

室内外环境中都可能存在颗粒物。

室内:
- 喷雾、烟雾(烟、蜡烛、香薰等)都是常见颗粒物来源
- 大家最熟悉的灰尘也是常见颗粒物来源,比如抖动床垫或长时间不打扫家具表面都会出现。阳光从窗户透进房间时,肉眼可见灰尘在空中漂浮。
- 做饭也会产生颗粒物。滚油会往空气中释放大量颗粒物。

室外:
室内颗粒物通常由于固体和液体燃料燃烧产生,用于发电、家庭供暖和汽车出行等。

城镇地区,公路汽车PM2.5排放是颗粒物的一大重要来源。因此,离公路越近的地区,PM2.5浓度(和人体吸入量)明显更高。

在某些地区,工业排放、取暖用非无烟燃料和篝火等其他家庭烟雾也是颗粒物重要来源。当某些气象条件满足时,被PM2.5污染的陆地空气在邻近岛屿或陆地上循环的现象被称为“远距离越境空气污染”。

PM后的数字表示颗粒物直径(单位微米)。PM2.5表示直径≤2.5微米的可吸入颗粒物;PM10表示直径≤10微米的可吸入颗粒物。

颗粒物(PM)是空气中固体颗粒和液滴的混合物。人体吸入后会导致严重健康问题。颗粒越小,越有可能通过人体呼吸渗透进呼吸系统和血液。PM值以往常用μg/m3为单位表示。

CO₂

传感器性能

历史数据显示,即使通风不稳定,二氧化碳浓度也会偶尔降至非常接近400ppm的水平。这种情况常见于周末。周一早上的空气看似不新鲜,即使空无一人,二氧化碳浓度也会接近400ppm。SCD30 ASC算法经过优化,可以自动检测浓度最低值并触发相应重新校准。内置一致性检查确保ASC不会误触重新校准。另外,SCD30采用双通道技术,长期稳定性极佳。即使ASC较长时间内(如2个月)没有触发重新校准,二氧化碳输出值也非常准确。

是的,所有SCD30传感器都经过工厂校准。不过,NDIR二氧化碳传感器属于精密光学仪器,不排除处理和装配过程中因机械应力而出现偏移的情况。可通过强制重新校准(FRC)或自动自行校准(ASC)程序改善偏移。

原则上,传感器安装后需进行校准,以补偿安装期间的潜在机械应力。

湿度

通信接口

最有可能是因为MSB传输后ACK丢失。主站必须在第9个时钟拉低SDA,然后再次释放SDA,以确认成功接收前8位数据信息。

建议不超过10厘米,以避免通信问题。总线长度(电缆长度)越长,越容易出现电容串扰和电磁兼容性(EMC)不足的情况。

电缆长度可以增加,但需额外措施。若出现问题,以下措施可改善通信:
- 降低传输频率,如10 kHz
- 避免DATA和SCK相邻运行,可将其置于扁平带状电缆两边
- 降低上拉电阻值,比如降至3k
- 使用屏蔽电缆
- 启CRC检查功能;“CRC检查”请见下载中心应用说明 。

可根据相关传感器技术手册或应用说明进行CRC检查。文件下载请前往Sensirion官网下载中心。

该接口完全由静态逻辑组成,无最低时钟(SCL)频率。

传感器性能

视外部因素而定,Sensirion没有特定建议时间。如果您的产品规定需在某个特定时间进行验证,建议准备好随时更换传感器,以防止测试需要更换。

测量偏差可体现为平均值和覆盖系数k(k=1相当于正态分布情况下的标准分布σ)。Sensirion将某一批次样品在某一数点的典型精度公差定义为±2k平均值位于规定限度内。按此标准,95%的传感器测量值在典型限度范围内。

更多信息请查看《传感器规格说明》应用说明

这是实现63%的阶梯函数所需的时间(在传感器中指10%RH到90%RH的湿度阶梯)。温度25℃、气流速度1m/s时,响应时间为8s。温度较低时,响应时间较慢;温度升高时,响应时间增快。即使没有电源,传感器也能适应环境条件。

极端条件(比如湿度极高/低或暴露在溶剂中)会使传感器发生偏移。修复程序可使传感器恢复到校准状态。请注意,焊接后并不一定需要进行修复。将传感器置于50至70%RH的环境下,几天后即可恢复到规范状态。焊接后如不及时补水,传感器通常会出现大约–2%至–3%的偏移。

修复程序分为两步:
- 烘干:100°C–105°C,<5%RH,10小时
- -补水:20°C–30°C,约75%RH,12小时。

详情请参考Sensirion官网操作说明

SHTxx传感器和所有基于聚合物的电容式湿度传感器一样对化学品敏感。Sensirion无法提供敏感化学品列表。建议遵守操作说明以确保传感器功能正常。

除敏感化学品外,接触时间、化学品浓度和温度都会影响传感器污染程度。一般来说,长时间呼吸而对人体健康无害的气体不会污染SHTxx传感器。

如出现温度偏差,规格外偏差必须大于被测传感器和参考传感器的规定精度公差之和。确保参考值无误。

导致偏差的因素可能有:加热/冷却元件靠近传感器、后续测量过多(自热)、外壳使响应时间变慢、使用电线连接传感器、VDD和GND之间缺少去耦电容等。

解决方案包括: 增加PCB上传感器与加热元件之间的缝隙或仅用窄桥连接传感器与PCB的其他部分、确保传感器没有直接安装在热源或散热器上、减少采样、缩短电缆和/或在传感器VDD和GND引脚之间尽可能使用去耦电容(典型值100nF)

传感器应用说明请参考《设计指南》。

传感器用于测量空气湿度,而不是土壤湿度。理论上,将类似固体测量值转化为固体内部实际湿度是可行的,但实际很复杂。此类应用目前不在Sensirion的研究范围内,所以无法提供相关支持。

不可直接测量。Sensirion传感器用于测量相对湿度,如有需要可将相对湿度值转换为绝对湿度或露点。详情请前往下载中心>应用说明>湿度一览。

传感器封装

温湿度传感器证书请见下载中心。

机械整合

过滤帽结合外壳使用可防止传感器进水、防灰尘和颗粒。