مستشعر أول أكسيد الكربون: قيّم قياس CO ضمن الجهاز كاملًا

كيف تُقرأ خلية CO الكهروكيميائية؟

ينتج تفاعل الغاز عند القطب في خلية CO الكهروكيميائية تيارًا صغيرًا. وتحافظ الدائرة الأمامية على ظروف الأقطاب التي تتطلبها الخلية المختارة، ويُحول التيار إلى جهد ثم يُرقمن. ويُحسب تركيز CO بمعاملي الصفر والحساسية. ولا يكفي عدد أرجل المستشعر أو أبعاده المادية وحدهما لتحديد الدائرة المناسبة.

تُصمم بعض الطرز لخط أساس مستقر عند مستويات أدنى، وبعضها لنطاق CO أعلى أو ظروف تداخل مختلفة. وتُتبع توصية المصنّع للدائرة بدل توصيل الخلية مباشرة بمدخل تماثلي عام. وعند استخدام وحدة جاهزة، يُدرس أيضًا نطاق معايرتها الداخلية ومعلومات الاتصال ومعدل البيانات الجديدة ورموز الأخطاء.

قد يؤدي الهيدروجين والغازات الأخرى إلى نتيجة CO خاطئة

تعتمد استجابة مستشعرات CO للغازات الأخرى على الطراز. والهيدروجين أحد معايير الاختيار، خصوصًا في التطبيقات التي يُعرف وجوده فيها. وتوضح Honeywell TN-121 إمكانية استجابة خلايا CO معينة للهيدروجين وبعض الغازات العضوية. وليست الأرقام في هذه الوثيقة نسبًا ثابتة تُطبق على جميع مستشعرات CO.

يمكن تقييم خلية مطوّرة لحساسية منخفضة للهيدروجين أو منظومة متعددة القنوات مناسبة. ووجود مرشح كربون لا يعني إزالة كل التداخلات؛ فهو يقلل غازات معينة وقد تتغير سعته أثناء الاستخدام. ويُعتمد خليط الغازات المتوقع في اختبار المشروع. وإذا أُجري تصحيح رقمي من قناة أخرى، تُتحقق الطريقة في الظروف الفعلية بدل الاكتفاء بطرح قياسين.

النطاق والتعرض المفرط للغاز والعمر التشغيلي خصائص مختلفة

تُحدد أدنى وأعلى مستويات القياس العادية والتعرض المرتفع القصير المدة بصورة منفصلة. وقد تدخل الإلكترونيات عالية الكسب المختارة لمراقبة المستويات المنخفضة في التشبع عند الغاز المرتفع. ووصول الخرج إلى الحد الأعلى لا يعني أن التركيز الفعلي يساوي تلك القيمة تمامًا، بل يجب وسمه كتجاوز للنطاق.

قد يتغير أداء الخلية الكهروكيميائية والمرشحات مع الزمن والتعرض. وتذكر SGX أن التعرض المرتفع أو الطويل للغاز قد يؤثر في الصفر والحساسية. ولهذا تُسجل ظروف التشغيل ونتائج الفحوص إلى جانب تاريخ الشراء. ولا يُفترض أن معاملات المعايرة القديمة تظل صالحة تلقائيًا بعد تركيب خلية جديدة.

الغشاء والمضخة والحرارة تغير سرعة النتيجة

يؤثر الغطاء والغشاء والمرشح أمام خلية الغاز في زمن استجابة الجهاز. وقد تؤدي الحماية من الغبار أو السوائل إلى إبطاء مرور الغاز أكثر من اللازم. ويُقيّم ضغط المدخل والنبضات في أخذ العينات بالمضخة أيضًا. وقد لا يظل زمن استجابة المستشعر المكشوف نفسه بعد تركيبه في صندوق.

قد يتسبب دخول غاز ساخن إلى منظومة باردة في التكاثف، وقد يؤثر تغير الحرارة في الصفر والحساسية أيضًا. وفي قياس CO بغاز عملية صناعية، تُهيأ ظروف عينة مناسبة بدل إدخال الغاز مباشرة إلى وحدة مخصصة للغرف. ويُختبر الخرطوم والمرشح وترتيب التدفق مع المنتج النهائي. وتُنقل حدود المصنّع للرطوبة والضغط ومصفوفة الغاز إلى تصميم الجهاز.

الفحص الوظيفي والمعايرة ليسا الإجراء نفسه

رؤية استجابة الجهاز عند تطبيق غاز معلوم لا تثبت ملاءمة دقة القياس عبر النطاق كله. ويُخطط الفحص الوظيفي وفحص المعايرة وضبط المعاملات لأغراض منفصلة. وعند القياس باستخدام حالة صفر وخليط CO معلوم، يُسجل الانحراف أولًا، ثم يُجرى الضبط وفق التعليمات عند الحاجة.

يحتوي سجل الاختبار على تركيب غاز الفحص وتدفقه وأداة تطبيقه وزمن الانتظار والظروف البيئية. ويُختبر مسار العينة كله من المدخل الفعلي. وبدل فرض فترة صيانة واحدة على كل مشروعات CO، تُراعى توصية المصنّع والتعرض والأداء المطلوب. وتُجرى اختبارات الغاز بمعدات مناسبة وأشخاص مؤهلين؛ فتوليد الغاز عشوائيًا بإحداث احتراق ليس طريقة اختبار قابلة للتحقق.

يجب أن تميز الإلكترونيات والبرمجيات الخطأ عن القياس

تُقيّم تسربات المدخل واستقرار المرجع والكسب وهامش تشبع الخرج للدائرة الأمامية ذات التيارات المنخفضة. وتشرح مذكرة SGX التطبيقية للإلكترونيات أهمية جهد الأقطاب المناسب لنوع المستشعر وتحويل التيار إلى جهد. ويُختبر أيضًا سلوك عودة الخلية إلى قياس مستقر بعد قطع طاقة الدائرة وإعادتها.

تعرض البرمجيات البدء والقياس المستقر والمعايرة وتجاوز النطاق وفقدان الاتصال كحالات منفصلة. ولأن المتوسط على فترة طويلة قد يؤخر التغير الحقيقي، يُختار إعداد المرشح بحسب التطبيق. وإذا طُلب خرج تحكم أو تحذير، يُوصف بصورة منفصلة ما يحدث عند عطل المستشعر أو التغذية أو المعالج. ويتطلب طلب وظيفة معتمدة لسلامة الأشخاص تقييمًا للمنتج أوسع من النموذج الإلكتروني الأولي.

تطوير لوحات قياس مخصصة ومنتجات إلكترونية →

ملف البداية لجهاز قياس CO

دوّنوا غرض استخدام الجهاز ومكانه ومستويات CO المتوقعة. واذكروا احتمال وجود هيدروجين أو أبخرة مذيبات أو غازات تداخل أخرى. وتلزم للاختيار حرارة البيئة ورطوبتها وضغط الغاز وطريقة أخذ العينات وتواتر القياس والوصول للصيانة. ويُضاف إلى التقييم الرمز الكامل للوحدة أو الخلية القائمة إن وجد.

يمكن تحديد نطاق اللوحة الإلكترونية والبرمجيات والشاشة والتسجيل والصندوق معًا في تطوير VOMRO. وتصبح إتاحة غاز الفحص والمرجع ومسؤولية الاختبار وشروط القبول جزءًا من العرض. وتُدرج ملفات مصدر المشروع ووثائق التوصيل وسجلات الاختبار في قائمة التسليم. وبذلك يُنتج جهاز واضح من حيث ما جرى التحقق منه وفي أي ظروف.