FAQ

Massenflussregler

Kommunikationsschnittstelle

Die Massenflussregler und -messer von Sensirion verfügen über die folgenden analogen und digitalen Kommunikationsschnittstellen:

- Analog: 0–5 V, 0–10 V, 4–20 mA
- Digital: RS485, DeviceNet, IO-Link

Der standardmässig verbaute 9-polige Sub-D-Stecker dient als physische Schnittstelle sowohl für die analoge als auch für die digitale Kommunikation.

Sensorleistung

Die Massenflussregler von Sensirion ermöglichen die direkte Messung der Anzahl am Sensor vorbeiströmender Gasmoleküle (bzw. Gasmasse) und zeigen daher nur eine sehr geringe Abhängigkeit von Druck- und Temperaturabweichungen von den Kalibrierbedingungen. Die jeweiligen Temperatur- und Druckkoeffizienten können den Datenblättern entnommen werden. Eine Änderung der Gastemperatur kann sowohl Nullpunkt- als auch Empfindlichkeitsfehler verursachen. Eine Druckabweichung kann dagegen nur zu einem Empfindlichkeitsfehler führen.

Druckabfall bei vollem Durchfluss: Dieser Wert bezieht sich auf den Druckabfall, den Hindernisse wie das Ventil und die Blende bei vollem Durchfluss verursachen. Folglich muss der Differenzdruck zwischen Eingang und Ausgang grösser als dieser Wert sein, damit der Durchfluss den Skalenendwert erreicht.

Maximaler Eingangsdruck: Dieser Wert bezieht sich auf den maximalen Druck, der am vorgeschalteten Eingang anliegen kann und der sich aus den mechanischen Begrenzungen der Dichtungen ergibt. Wird dieser Wert überschritten, können die Dichtungen und das Ventil ausfallen, wodurch die Sicherheit des Geräts beeinträchtigt wird.

Maximaler Differenzdruck: Dieser Wert bezieht sich auf die maximale Druckdifferenz am gesamten Ventil. Wird dieser Wert überschritten, führt die Druckdifferenz auch ohne Durchfluss zu Leckagen am Ventil. Dadurch kommt es zu einem instabilen Regelverhalten.

Die patentierte CMOSens® Technologie von Sensirion umfasst mehrere Aspekte. Eine hochinnovative neue Messtechnologie – mit symmetrischer Anordnung zweier Temperatursensoren um ein Heizelement – ermöglicht eine sehr schnelle und genaue Messung des Gasdurchflusses. Ein weiteres wichtiges Element ist die auf demselben Chip integrierte patentierte CMOS-Evaluationsschaltung, die eine programmierbare und äusserst präzise Verstärkung und Evaluation des erzeugten analogen Sensorsignals ermöglicht.

Die meisten Messtechnologien der Konkurrenz setzen auf Stahlkapillaren, um die Vor- und Nachlauftemperatur zu messen, aus der dann der Massenfluss abgeleitet wird. Da solche Stahlkapillaren allerdings eine hohe thermische Masse aufweisen, messen die Sensoren Temperaturänderungen relativ langsam. Das wiederum bedeutet, dass der Durchfluss auch bei langsamen Geschwindigkeiten geregelt wird.

Der innovative Ansatz von Sensirion, bei dem sowohl Temperatursensoren als auch Heizelemente auf einem einzigen Chip integriert werden, führt dagegen zu einer deutlich geringeren thermischen Masse, wodurch Temperaturänderungen relativ schnell erfasst werden. Folglich kann das Gerät den Durchfluss schneller regeln und erreicht so die besten Einschwingzeiten seiner Klasse.

Der Regelbereich ist definiert als das Verhältnis zwischen dem maximalen und dem minimalen Durchfluss, den das Gerät regeln kann. Ein Regelbereich von 1000:1 heisst beispielsweise, dass der Durchfluss von 0.1 bis 100 % des Skalenendwerts geregelt werden kann.

Die Massenflussregler von Sensirion ermöglichen die direkte Messung der Anzahl am Sensor vorbeiströmender Gasmoleküle (bzw. Gasmasse) und zeigen daher nur eine sehr geringe Abhängigkeit von Druck- und Temperaturabweichungen von den Kalibrierbedingungen. Die jeweiligen Temperatur- und Druckkoeffizienten können den Datenblättern entnommen werden. Eine Änderung der Gastemperatur kann sowohl Nullpunkt- als auch Empfindlichkeitsfehler verursachen. Eine Druckabweichung kann dagegen nur zu einem Empfindlichkeitsfehler führen.

Eine Änderung der Referenztemperatur wirkt sich auf das Volumen bei einem konstanten Druck von 1013.25 mbar aus. Diese Volumenänderung unterliegt dem Gasgesetz von Gay-Lussac.

Für die Umrechnung von Normliter in Standardliter gilt demnach folgende Formel:

- V/T = Konstante (Gesetz von Gay-Lussac).
- Beispiel: Normliter/Normtemperatur in K = Normliter/Normtemperatur in K -> Normliter = 293.15/273.15 * Normliter = 1.0732 Normliter.
- Eine Abweichung bei der Referenztemperatur kann also zu einer Abweichung von 7.3 % führen.

Bei Temperaturen, die leicht über der spezifizierten Betriebsgrenze liegen, ergeben sich für das Gerät folgende Probleme:

- Geringere Genauigkeit: Die Temperaturkompensation ist nur bei den spezifizierten Temperaturen aktiv.
- Die maximale Durchflussrate kann nicht erreicht werden: Bei höheren Temperaturen nimmt die Magnetisierung ab, was zu geringeren Durchflussraten führt, auch wenn die angelegte Ventilspannung bzw. der angelegte Ventilstrom gleich ist.
- Die Leckrate durch das geschlossene Ventil sollte ähnlich sein, da das Ventil normalerweise geschlossen ist.

Trotz dieser Einschränkungen funktioniert der Massenflussregler auch bei höheren Temperaturen. Beachten Sie, dass diese relativ geringen Einschränkungen nur für Temperaturen gelten, die leicht über der maximalen Betriebstemperatur liegen. Bei noch höheren Temperaturen (z. B. 50 °C über der Betriebsgrenze) muss mit weiteren Leistungsminderungen gerechnet werden.

Wenden Sie sich an Sensirion, falls Sie Massenflussregler ausserhalb der für diese Geräte geltenden Spezifikationen einsetzen möchten.

Mechanische Einbindung

Es besteht die Möglichkeit, den Sensor über den 90°-Steckverbinder von Legris anzuschliessen. Interne Tests zeigen, dass die Auswirkung auf die Leistung dabei weniger als 1 % m.v. beträgt.

Auswertung Sensoren

Um den Massenflussregler einzurichten und die ersten Messungen durchzuführen, beachten Sie die Anweisungen im Handbuch zur Viewer-Software. Die Einrichtungszeit lässt sich durch den Einsatz des optionalen Evaluationskits, das auch ein Verbindungskabel enthält, verkürzen.

Gasdurchflusssensoren

Sensorleistung

Eine Änderung der Referenztemperatur wirkt sich auf das Volumen bei einem konstanten Druck von 1013.25 mbar aus. Diese Volumenänderung unterliegt dem Gasgesetz von Gay-Lussac.

Für die Umrechnung von Normliter in Standardliter gilt demnach folgende Formel:

- V/T = Konstante (Gesetz von Gay-Lussac)
- Beispiel: Normliter/Normtemperatur in K = Normliter/Normtemperatur in K -> Normliter = 293.15/273.15 * Normliter = 1.0732 Normliter
- Eine Abweichung bei der Referenztemperatur kann also zu einer Abweichung von 7.3 % führen.

Differenzdruck

Sensorleistung

Der zu verwendende O-Ring hängt letztlich von der jeweiligen Anwendung ab. Bei Sensirion kommen in der Regel O-Ringe mit folgender Spezifikation zum Einsatz: Innendurchmesser = 3.50, Breite = 1.50, Material = NBR.

Der Sensor ist für den Betrieb mit Luft kalibriert. Bei Verwendung mit anderen Gasen hängt die Genauigkeit der Messergebnisse von den thermischen Eigenschaften des jeweiligen Gases ab. Das gilt auch für den Nullpunkt und die Temperaturkompensation.

Verwenden Sie den Sensor nicht mit aggressiven oder ätzenden Stoffen wie H₂O₂, NH₃ usw.

Leider würde die Verwendung eines Umrechnungsfaktors in den meisten Fällen keine akzeptablen Ergebnisse liefern. Für Massenanwendungen entwickeln wir gerne kundenspezifische Ausführungen unserer Differenzdrucksensoren.

Ja, diese Sensoren eignen sich hervorragend für ein breites Spektrum von HLK-Anwendungen und werden daher zunehmend in diesem Bereich eingesetzt. Weitere Informationen finden Sie im Dokument „DP Sensors for HVAC Applications“ (Differenzdrucksensoren für HLK-Anwendungen) in unserem Download-Center.

Sensorgehäuse

„SDP3x“ ist der Markenname dieser Sensorlinie. Aus diesem Grund tragen alle Sensoren dieser Reihe am Gehäuse die Kennzeichnung „SDP3x“ (z. B. SDP37, SDP31).

Anhand der Laserkennzeichnung lassen sich aber auch einzelne Produkte identifizieren. Dazu wird das „x“ in SDP3x durch die erste Ziffer der eindeutigen Seriennummer des Produkts ersetzt.

Zum Beispiel stehen die Laserkennzeichnungen „SDP3x 2243WP“ und „SDP3x 62E878“ für die Produkte SDP32 bzw. SDP36.

Elektrische Einbindung

Für das manuelle Löten empfehlen wir eine maximale Lötkolbentemperatur von 350 °C und eine maximale Lötdauer von 3 Sekunden.

Flüssigkeitsdurchfluss

Kommunikationsschnittstelle

Da der Digitalausgang als Open-Collector-Schaltung ausgeführt ist, muss ein Pull-up-Widerstand zwischen den Digitalausgang und eine externe Spannungsquelle Vhigh geschaltet werden, die dann als High-Level-Spannung dient. Der Wert dieser High-Level-Spannung kann unabhängig gewählt werden oder aber mit der Versorgungsspannung identisch sein, um den Logikpegeln Ihres Steuerungssystems zu entsprechen. Weitere Informationen finden Sie im Datenblatt zum SCC1-Analogsensorkabel.

Sensorleistung

Nein, Sensirion bietet keinen Neukalibrierungsservice für Sensoren an. Unsere Sensortechnologie kommt ohne bewegliche Teile aus und unterliegt daher keinem Verschleiss. Unsere Sensoren weisen deshalb eine sehr gute Langzeitstabilität auf, was eine regelmässige Verifizierung aus technischer Sicht unnötig macht. Wir empfehlen allerdings einen anwendungsspezifischen Wartungsplan, in dem die Leistung des Sensors in der Zielanwendung regelmässig überprüft wird. Da ein solcher Plan je nach Anwendung stark variieren kann, sollte er von Experten erstellt werden, die sich mit der entsprechenden Anwendung auskennen.

Wenn die Ergebnisse des Durchflusssensors von denen des Referenzsensors abweichen, kann es dafür mehrere Gründe geben.

- Wenn die Durchflussrate den spezifizierten Durchflussbereich des Sensors überschreitet, kann es vorkommen, dass am Durchflusssignal eine Sättigung auftritt und die Genauigkeit des Sensors abnimmt. Innerhalb des spezifizierten Durchflussbereichs kann der Sensor seine volle Leistungsfähigkeit erreichen.
- Durch das thermische Messprinzip können die thermischen Eigenschaften der gemessenen Flüssigkeit die Ergebnisse der Durchflussmessung verfälschen. Werden andere Medien verwendet als das, für welches der Sensor kalibriert ist (in der Regel H₂O oder IPA), kann sich das Sensorergebnis erheblich verändern. Verwenden Sie das Kalibrierfeld, das dem Hauptbestandteil Ihres Mediums am besten entspricht. Die verfügbaren Kalibrierungen finden Sie im Datenblatt des Sensors. Um das Kalibrierfeld zu ändern, klicken Sie in der Softwareoberfläche von Sensor Viewer oben rechts auf die Schaltfläche „Edit Default“ (Standard bearbeiten) und wählen Sie das entsprechende Kalibrierfeld.
- Eventuell liegt ein Problem mit dem Referenzsensor selbst vor. Überprüfen Sie, ob er ordnungsgemäss funktioniert.
- Eine hochfrequente Pulsation in Ihrer Durchflussrate kann die Durchflussdaten unbrauchbar machen. Wenn Ihre Durchflussrate pulsiert (z. B. aufgrund eines Pumpmechanismus als Durchflussquelle), versuchen Sie, die Pulsation beispielsweise durch Flüssigkeitsdämpfung zu beseitigen oder zu reduzieren.
- Eine Luftblase im Durchflusskanal oder am Eingang des Sensors kann das Ausgangssignal verändern. Versuchen Sie, Luftblasen durch Spülen des Sensors zu entfernen. Durch Verdunstung und insbesondere bei niedrigen Durchflussraten (ul/min und darunter) reicht eine Sichtprüfung meist nicht aus, um Anschlusslecks zu erkennen. Eine Möglichkeit zur gründlichen Prüfung Ihres Durchflusskanals auf Leckagen besteht darin, diesen mit Druck zu beaufschlagen und dann zu prüfen, ob der Sensor einen Durchfluss misst.

Nein, der SLQ-HC60 ist nur für Kohlenwasserstoff (IPA) kalibriert und eignet sich nicht zur Messung von Medien auf Wasserbasis. Je nach erforderlicher Durchflussrate können Sie für Durchflussbereiche von 3 bis 80 ml/min für Wasser den SLS-1500 oder den SLQ-QT500 einsetzen. In Verbindung mit dem SCC1-Analogsensorkabel ermöglichen diese Sensoren einen Analogausgang von 0–10 V.

Diese Abkürzung steht für den Prozentsatz (%) des Messwerts (m.v.) bzw. des Sensorwerts.

Ja, das ist grundsätzlich möglich. Wählen Sie dazu das Standardkalibrierfeld, das der chemischen Zusammensetzung Ihrer Flüssigkeit am besten entspricht. So eignet sich zum Beispiel die Kalibrierung mit Wasser für Kochsalzlösungen oder die Kalibrierung mit Kohlenwasserstoff für Schmieröle. Mit einem passenden Kalibrierfeld steigt Wahrscheinlichkeit einer linearen Reaktion des Sensors. Eine gute Faustregel: Die IPA-Kalibrierung ist ideal für alle Flüssigkeiten, die kein Wasser enthalten.

Bitte erwähnen Sie bei der Rücksprache mit Ihrem Kundenberater bei Sensirion das Medium, das Sie messen möchten. Die Durchflusssensoren von Sensirion können auch für andere Flüssigkeiten als Wasser oder IPA verwendet werden. Bitte kontaktieren Sie uns, falls Sie weitere Unterstützung zu diesem Thema wünschen.

Unabhängig von der Flüssigkeit kann mit Ihrem Durchflussmesser eine sehr hohe Wiederholbarkeit erreicht werden. Je nach verwendetem Durchflussmesser liegt diese in der Regel zwischen 0.8 und 1.5 %. Somit erfüllt der Sensor die Funktion eines sehr präzisen relativen Messgeräts, wenn der Durchfluss einer Anwendung in einem bestimmten Bereich gehalten werden muss. In diesem Fall kann der Ausgang des Sensors mit der festgelegten maximalen und minimalen Durchflussrate verglichen und als oberer und unterer Referenzschwellenwert verwendet werden. Der Durchflussmesser ist in der Lage, die Prozesswiederholbarkeit innerhalb der zulässigen Grenzwerte zu überwachen. Da die absoluten Werte je nach Sensor variieren können, muss dieser Toleranzbereich für jeden Durchflussmesser individuell festgelegt werden.

Ja, Durchflussmesser von Sensirion sind vollständig werkskalibriert mit mindestens einer Standardflüssigkeit (in der Regel H₂O oder IPA). Weitere Informationen finden Sie im Datenblatt zu Ihrem Sensor.

Stellen Sie sicher, dass das Fluidsystem keinen mechanischen Störungen unterliegt. Vibration oder Bewegung an Schläuchen oder dem Sensor selbst können sich auf die Flüssigkeit im Fluidsystem auswirken, was sich dann im Ausgangssignal des Sensors zeigt. Da der Sensor äusserst empfindlich und schnell ist, werden unter Umständen Effekte sichtbar, die Sie bis dahin nicht beobachtet haben. Aufgrund ihrer geringen Masse sind Mikrofluidsysteme in der Regel sehr dynamisch. Der Sensor selbst ist zwar (bis zu einem gewissen Grad) unempfindlich gegenüber Bewegungen oder Vibrationen, aber er misst den durch Vibrationen verursachten tatsächlichen Durchfluss.

Hierfür kann es mehrere Ursachen geben, die zum Teil mit den Umgebungsbedingungen Ihrer Anlage zusammenhängen. Mögliche Gründe sind Änderungen der physikalischen Eigenschaften des eingesetzten Mediums, starke Temperaturschwankungen, fortschreitende Verstopfung von Strömungsweg oder Durchflussquelle (z. B. durch eine nicht ordnungsgemäss funktionierende Pumpe) oder sogar eine Systemleckage. Stellen Sie sicher, dass die Umgebungsbedingungen und die physikalischen Eigenschaften des Mediums konstant sind. Überprüfen Sie den Strömungsweg und die Flüssigkeitszufuhr auf mögliche Fehler.

Analysieren Sie jeden Abschnitt Ihres Fluidsystems, um die Ursachen für die beobachteten Auswirkungen in Erfahrung zu bringen. In den meisten Fällen arbeitet der Sensor präzise und die Messergebnisse sind zuverlässig. Beachten Sie aber, dass der Sensor sehr empfindlich und schnell reagiert und daher Effekte zeigen kann, die Sie zuvor nicht festgestellt haben. Aufgrund ihrer geringen Masse sind Mikrofluidsysteme in der Regel sehr dynamisch. Bei absolut konstantem Durchfluss sollte das Signalrauschen des Sensors nahezu dem entsprechen, was ohne Durchfluss messbar ist. Um dies zu beobachten, erzeugen Sie mithilfe einer Druckdifferenz einen konstanten Durchfluss. Wenden Sie sich an Sensirion, wenn Sie das beobachtete Verhalten nicht nachvollziehen können und zusätzliche Unterstützung benötigen. Bitte stellen Sie uns dabei alle wichtigen Informationen wie Durchflussdaten, Diagramme und eine genaue Beschreibung Ihres Fluidsystems zur Verfügung.

Ja, das ist normal. Der Sensor weist auch ohne Durchfluss eine hohe Messgenauigkeit auf. Bei einem Durchfluss von nahezu Null gilt die Genauigkeitsspezifikation „% des Skalenendwerts“. Nachfolgend finden Sie ein Beispiel für den Durchflusssensor SLI-2000.

Beispiel: Die Spezifikation für den SLI-2000 bei einem Durchfluss von nahezu Null lautet „Genauigkeit 0.2 % des Skalenendwerts“. Die maximale Durchflussrate beträgt 5000 ul/min. Bei einer Durchflussrate von 200 ul/min und darunter liegt die rechnerische absolute Genauigkeit des Skalenendwerts somit bei ±10 ul/min.

Einzelheiten zu den verschiedenen Durchflussmessern entnehmen Sie bitte den entsprechenden Datenblättern.

Es gibt keinen festen Grenzwert, unter dem eine Durchflussmessung nicht mehr möglich ist. Um diese Frage zu beantworten, müssen die Wiederholbarkeit und die erforderliche Messgenauigkeit des Sensors bei einem bestimmten geringen Durchfluss berücksichtigt werden. Die relative Genauigkeit wird entweder in % m.v. (Messwert) oder als Prozentsatz % des Skalenendwerts angegeben (je nachdem, welche Abweichung grösser ist). Die Wiederholbarkeit des Sensors ist im Grunde seine Auflösung. Im Hinblick auf die relative Genauigkeit gibt es eine bestimmte Durchflussrate von etwa 5 bis 10 % des Skalenendwerts, bei der die absolute Messgenauigkeit von „m.v.“ und „Skalenendwert“ gleich ist. Für Durchflussraten unterhalb dieses Werts gilt die Abweichung des Skalenendwerts, die bis zu einem Durchfluss von Null gültig bleibt.

Beispiel: Die Spezifikation für den SLI-2000 lautet „Genauigkeit unter dem Skalenendwert 5.0 % m.v. bzw. 0.2 % des Skalenendwerts“ (je nachdem, welche Abweichung grösser ist). Die maximale Durchflussrate beträgt 5000 ul/min. Bei einer Durchflussrate von 200 ul/min liegen sowohl die rechnerische absolute „Genauigkeit des Skalenendwerts“ als auch die „Genauigkeit des m.v.“ bei ±10 ul/min. Somit bleibt die mögliche Messabweichung unterhalb von 200 ul/min konstant bei ±10 ul/min.

Die Wiederholbarkeit des Sensors entspricht seiner Auflösung. Wie bereits erwähnt, liegt die absolute Messgenauigkeit bei einer Durchflussrate von 200 ul/min bei ±10 ul/min. Da der Sensor aber auch bei deutlich geringeren Durchflussraten als 200 ul/min (z. B. bei 50 ul/min) eine Wiederholbarkeit von 1 ul/min (0.02 % des Skalenendwerts) aufweist, bleibt die Wiederholbarkeit bei 1 ul/min.

In der Prozesssteuerung ist die Wiederholbarkeit sehr oft wichtiger als die Genauigkeit der eigentlichen Durchflussrate. In einem solchen Fall kann man (beim SLI-2000) im Grunde von einer „Wiederholgenauigkeit“ von 1 ul/min ausgehen.

Sensorgehäuse

Nein, das Sensorelement wird durch die besondere Konstruktion der Durchflusssensoren von Sensirion nicht benetzt. Der Sensor misst die Durchflussrate durch die Wand einer geraden Kapillare. Die Liste der benetzten Materialien Ihres Sensors finden Sie auf dem Datenblatt im Abschnitt „Mechanical Specification“ (Mechanische Daten).

Mechanische Einbindung

In Ihrem Durchflussmesser-Kit sind Fluidanschlüsse enthalten. Wenn Sie weitere Anschlüsse benötigen, empfehlen wir Ihnen, diese bei namhaften Herstellern wie Idex, Vici oder Nordson Value Plastics zu bestellen. Das Datenblatt des Sensors enthält Informationen zu den Fluidanschlüssen, die für Ihr Modell geeignet sind. Weitere Details finden Sie im Anwendungshinweis „Sensor Ports and Tubing Connections“ (Sensoranschlüsse und Schlauchverbindungen) in unserem Download-Center.

Auswertung Sensoren

Stellen Sie sicher, dass der USB-Treiber einen virtuellen COM-Anschluss erstellt und dass Sie die richtige Nummer verwenden. Überprüfen Sie, ob das Sensorkabel richtig eingesteckt ist.

Schliessen Sie alle anderen Programme, die COM-Anschlüsse verwenden. Unter Umständen müssen Sie den Computer neu starten.

Überprüfen Sie, ob das Betriebssystem Ihres Computers den Anforderungen in der Betriebsanweisung entspricht. Beim Einstecken des USB-Kabels sollte der Virtual-COM-Port(VCP)-Treiber automatisch installiert werden. Nach erfolgreicher Installation des Treibers wird das Gerät im Gerätemanager als serieller USB-Anschluss angezeigt.

Sollte das nicht der Fall sein, installieren Sie den notwendigen VCP-Treiber über folgenden Link:

Feinstaub

Sensorleistung

Feinstaub kommt sowohl in Innenräumen als auch im Freien vor.

Innenbereich:
- Häufige Feinstaubquellen sind Spray-Aerosole und Rauch (Zigaretten, Kerzen, Weihrauch usw.).
- Auch normaler Staub, der sich über längere Zeit auf selten gereinigten Oberflächen ansammelt, ist eine sehr häufige Feinstaubquelle. Dieser Staub ist auch mit blossem Auge sichtbar, zum Beispiel wenn Sonnenlicht durch ein Fenster in einen Raum mit vielen Partikeln fällt.
- Auch beim Kochen (z. B. beim Erhitzen von Öl) können recht hohe Feinstaubkonzentrationen in der Luft entstehen.

Aussenbereich:
- Im Freien entsteht Feinstaub häufig durch die Verbrennung fester und flüssiger Brennstoffe, z. B. bei der Stromerzeugung, beim Heizen von Gebäuden und in Fahrzeugmotoren.
- In Ballungsgebieten sind die Emissionen von Strassenfahrzeugen eine wichtige Quelle für Feinstaub der Partikelgrösse PM2.5. Folglich sind die PM2.5-Werte (und die Belastung der Menschen) in Strassennähe oft um ein Vielfaches höher als in Bereichen, die weiter von der Strasseninfrastruktur entfernt sind.
- Mancherorts sind auch Industrieemissionen eine wichtige Feinstaubquelle, ebenso wie die Nutzung von nicht rauchfreien Brennstoffen zum Heizen und andere vom Menschen erzeugte Rauchquellen wie Lagerfeuer.
- Unter bestimmten meteorologischen Bedingungen erreicht mit PM2.5 verschmutzte Luft sogar benachbarte Inseln oder Länder, was auch als weiträumige grenzüberschreitende Luftverunreinigung bezeichnet wird.

Das „x“ in PMx steht für Partikel mit einem Durchmesser, der gleich oder kleiner als der Wert von „x“ ist (gemessen in Mikrometern). PM2.5 ist somit die Bezeichnung für einatembare Partikel mit einem Durchmesser von 2.5 Mikrometern und weniger. PM10 dagegen definiert einatembare Partikel mit einem Durchmesser von 10 Mikrometern und weniger.

Feinstaub setzt sich aus festen Partikeln und Flüssigkeitströpfchen in der Luft zusammen. Feinstaub kann eingeatmet werden und dadurch ernsthafte Gesundheitsprobleme verursachen. Je kleiner die Partikel, desto tiefer können sie nach dem Einatmen in die Atemwege und den Blutkreislauf gelangen. Traditionell werden Feinstaubwerte in μg/m3 gemessen.

CO₂

Sensorleistung

Empirische Daten zeigen, dass die CO₂-Konzentration mit der Zeit auf beinahe 400 ppm absinkt, auch wenn keine gleichmässige Belüftung gegeben ist. Das ist zum Beispiel häufig an Wochenenden zu beobachten. Auch wenn die Luft am Montagmorgen nicht frisch erscheint, liegt die CO₂-Konzentration durch die Abwesenheit von Menschen nahe bei 400 ppm. Der ASC-Algorithmus des SCD30 ist so optimiert, dass er diese Minima erkennt und eine entsprechende Neukalibrierung auslöst. Eine integrierte Konsistenzprüfung sorgt dafür, dass durch die ASC keine falsche Neukalibrierung ausgelöst wird. Dank seiner Zweikanal-Technologie weist der SCD30 eine hervorragende Langzeitstabilität auf. Auch wenn die ASC über längere Zeit (z. B. 2 Monate) keine Neukalibrierung auslöst, bleibt der CO₂-Wert daher sehr genau.

Ja, alle SCD30-Sensoren sind werkseitig kalibriert, allerdings handelt es sich bei NDRI-basierten CO₂-Sensoren um empfindliche optische Instrumente. Es kann daher durch die mechanische Belastung während der Handhabung und Montage zu einem Offset kommen. In diesem Fall sollten Sie den Sensor anhand der Verfahren zur erzwungenen Neukalibrierung (FRC) oder automatischen Selbstkalibrierung (ASC) neu kalibrieren.

Im Idealfall erfolgt eine Sensorkalibrierung unmittelbar nach dem Einbau, um mögliche mechanische Belastungen wieder auszugleichen.

Feuchtigkeit

Kommunikationsschnittstelle

Die wahrscheinlichste Erklärung ist, dass nach der Übertragung des MSB das ACK fehlt. Der Master muss den erfolgreichen Empfang der ersten 8 Bit bestätigen, indem er beim 9. Takt die SDA nach unten zieht und dann wieder loslässt.

Um Kommunikationsprobleme zu vermeiden, sollten die Kabel nicht länger als 10 cm sein. Mit zunehmender Buslänge (Kabellänge) steigt auch die Wahrscheinlichkeit für kapazitives Übersprechen und eine unzureichende elektromagnetische Verträglichkeit (EMV).

Es können zwar auch längere Kabel verwendet werden, allerdings sind in solchen Fällen oft zusätzliche Massnahmen erforderlich, um eine hohe Leistung zu gewährleisten. Bei Problemen können die folgenden Massnahmen helfen, die Kommunikation zu verbessern:

- Verwenden Sie niedrige Übertragungsfrequenzen (z. B. 10 kHz).
- Verlegen Sie DATA und SCK nicht nebeneinander, sondern z. B. an den Rändern eines Flachbandkabels.
- Verringern Sie den Wert des Pull-up-Widerstands (z. B. auf 3 k).
- Verwenden Sie geschirmte Kabel.
- Nutzen Sie die CRC-Funktion (siehe dazu den Anwendungshinweis „CRC Check“ im Download-Center).

Zur Überprüfung der fehlerfreien Datenübertragung wird empfohlen, eine CRC durchzuführen, wie im Datenblatt bzw. in den Anwendungshinweisen zum jeweiligen Sensor beschrieben. Die entsprechenden Dokumente finden Sie im Download-Center auf unserer Website.

Da die Schnittstelle aus komplett statischer Logik besteht, gibt es keine minimale Taktfrequenz (SCL).

Sensorleistung

Sensirion kann keine Zeitintervalle für einzelne Prüfgeräte empfehlen, da hierbei zu viele externe Faktoren zum Tragen kommen. Wenn Ihr Produkt Vorschriften unterliegt, die innerhalb eines bestimmten Zeitraums eine Verifizierung verlangen, sollte der Sensor austauschbar gestaltet werden, damit er sich bei Bedarf ersetzen lässt.

Die gegenüber der Referenz gemessene Abweichung lässt sich durch einen Durchschnittswert und einen Erweiterungsfaktor „k“ charakterisieren (k=1 entspricht der Standardverteilung σ bei Normalverteilung). Als Toleranz für die typische Genauigkeit bei einem bestimmten Log-Punkt betrachtet Sensirion Durchschnittswerte von ±2 k bei einer Probe (z. B. einer Charge) als innerhalb der vorgegebenen Grenzen liegend. Anders ausgedrückt: 95 % der Sensoren messen innerhalb dieses typischen Bereichs.

Weitere Informationen finden Sie im Anwendungshinweis „Specification Statement“ (Spezifikation).

Hier geht es darum, wie viel Zeit benötigt wird, um 63 % einer Stufenfunktion zu erreichen – in diesem Fall eine Änderung der Luftfeuchtigkeit von 10 auf 90 % RH. Der Wert von 8 s gilt bei 25 °C und 1 m/s Luftstrom; bei niedrigeren Temperaturen ist die Ansprechzeit länger, bei höheren Temperaturen kürzer. Der Sensor passt sich auch ohne Stromversorgung an die Umgebungsbedingungen an.

Extrembedingungen, wie eine sehr niedrige bzw. hohe Luftfeuchtigkeit oder der Kontakt mit Lösungsmitteln, können zu einem Sensor-Offset führen. Mit dem Rekonditionierungsverfahren lässt sich der Sensor in seinen Kalibrierungszustand zurückversetzen. Beachten Sie hierbei, dass eine Rekonditionierung nach dem Löten nicht unbedingt erforderlich ist. Wenn Sie den Sensor einige Tage einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 bis 70 % aussetzen, entspricht er wieder den Spezifikationen. Unmittelbar nach dem Löten und ohne Rehydrierung weist der Sensor allerdings meist einen Offset von etwa –2 bis –3 % auf.

Das Rekonditionierungsverfahren setzt sich aus zwei Schritten zusammen:

- Backen: 100–105 °C bei < 5 % RH für 10 Stunden
- Rehydrierung: 20–30 °C bei ~ 75 % RH für 12 Stunden

Weitere Einzelheiten entnehmen Sie bitte den Anweisungen zur Handhabung auf unserer Website.

Wie alle kapazitiven Feuchtesensoren auf Polymerbasis reagieren auch die SHTxx-Sensoren empfindlich auf Chemikalien. Sensirion liefert keine Tabelle zur chemischen Empfindlichkeit. Beachten Sie die Anweisungen zur Handhabung, um die ordnungsgemässe Funktion des Sensors zu gewährleisten.

Kritische Faktoren sind neben der Art der Substanz selbst die Dauer der Exposition, die Konzentration der kontaminierenden Substanz und die Temperatur. Als Faustregel gilt: Luft, die ein Mensch über längere Zeit ohne gesundheitliche Schäden einatmen kann, sollte den SHTxx nicht kontaminieren.

Bei Temperaturabweichungen sollte beachtet werden, dass jede Abweichung von der Spezifikation grösser sein muss als die Summe der spezifizierten Genauigkeitstoleranzen des geprüften Sensors und des Referenzsensors. Stellen Sie sicher, dass der Referenzsensor ordnungsgemäss funktioniert.

Mögliche Ursachen für eine solche Temperaturabweichung sind Heiz- oder Kühlelemente in der Nähe des Sensors, eine zu hohe Anzahl aufeinanderfolgender Messungen (Selbsterhitzung), die Verlängerung der Ansprechzeit durch das Gehäuse, die Verwendung von Drähten zum Anschliessen des Sensors oder ein fehlender Entkopplungskondensator zwischen VDD und GND.

Mögliche Lösungen: Den Sensor vom Heizelement trennen, indem die Leiterplatte mit Schlitzen versehen oder der Sensor nur über schmale Brücken mit der übrigen Leiterplatte verbunden wird, den Sensor nicht direkt auf Wärmequellen oder Kühlkörpern montieren, die Abtastung verringern, die Kabel kürzen und/oder einen Entkopplungskondensator (Typ 100nF) verwenden, damit die VDD- und GND-Pins des Sensors möglichst nahe beieinander liegen.

Richtlinien für den Einbau von Sensoren finden Sie im Konstruktionsleitfaden.

Die Sensoren sind für die Messung der Luftfeuchtigkeit ausgelegt und nicht zur Bestimmung der Feuchte im Boden geeignet. Die Berechnung der Feuchte im Boden ist zwar anhand der in Bodennähe gemessenen Werte theoretisch möglich, aber komplex. Da wir den Einsatz von Sensoren für diese Anwendung noch nicht erprobt haben, können wir zu diesem Thema keine Unterstützung anbieten.

Eine solche Messung ist nicht direkt möglich. Unsere Sensoren messen die relative Feuchte, allerdings lassen sich diese Werte bei Bedarf in absolute Feuchte oder Taupunkt umrechnen. Weitere Informationen finden Sie im Anwendungshinweis „Humidity at a Glance“ (Feuchtesensoren im Überblick) in unserem Download-Center.

Sensorgehäuse

Die Zertifikate für die Feuchte- und Temperatursensoren finden Sie in unserem Download-Center.

Mechanische Einbindung

Neben dem Gehäuse bietet auch die Filterkappe Schutz bei Eintauchen in Wasser sowie vor Staub und Partikeln, die sich auf dem Sensor bilden.