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黛爾特發(fā)布MEMS原理SF6傳感器

黛爾特發(fā)布MEMS原理SF6傳感器

      

黛爾特公司2021年1月15日新聞稿 

新聞關(guān)鍵詞:SF6傳感器 MEMS 熱導(dǎo)原理 六氟化硫傳感器

由于SF6氣體具有優(yōu)良的滅弧性能和絕緣性能以及良好的化學(xué)穩(wěn)定性,它從20世紀(jì)50年代末開(kāi)始被用作高壓斷路器的滅弧介質(zhì)。在超高壓和特高壓斷路器中,SF6作為滅弧介質(zhì),已取代油,并已大量取代了壓縮空氣。在高壓開(kāi)關(guān)中,需要測(cè)試SF6純度,保證SF6氣體絕緣性。SF6純度一般是90%~100%Vol.。目前SF6傳感器測(cè)量方法主要有MEMS熱導(dǎo)式和非分散紅外(NDIR)方法。其中MEMS原理熱導(dǎo)式SF6傳感器測(cè)量原理是很準(zhǔn)確、很可靠的方法。

一、MEMS原理六氟化硫SF6傳感器概述

 

MEMS原理SF6傳感器是傳統(tǒng)經(jīng)典的測(cè)量方式,近些年來(lái)由于非分散紅外(NDIR)技術(shù)的進(jìn)步,MEMS原理測(cè)量SF6氣體濃度一度受到冷落和遺忘。但后來(lái)工程師發(fā)現(xiàn)非分散紅外(NDIR)方法測(cè)量六氟化硫純度有很大的缺陷,他們也逐步回到經(jīng)典的熱導(dǎo)率的方法上。

MEMS原理SF6傳感器根據(jù)被測(cè)SF6氣體和背景氣體的熱導(dǎo)率數(shù)不同來(lái)計(jì)算其中SF6氣體組份的含量。當(dāng)敏感元件吸附被測(cè)氣體時(shí),熱導(dǎo)率發(fā)生變化,通過(guò)調(diào)理電路將熱導(dǎo)系數(shù)變化轉(zhuǎn)為電壓變化,據(jù)此可檢測(cè)氣體中濃度或含量。利用各種氣體不同的熱導(dǎo)系數(shù),即具有不同的熱傳導(dǎo)速率來(lái)進(jìn)行測(cè)量的。當(dāng)被測(cè)氣體FS6以恒定的流速流入六氟化硫純度傳感器時(shí),熱導(dǎo)池內(nèi)的鉑熱電阻絲的阻值會(huì)因被測(cè)氣體SF6的濃度變化而變化,運(yùn)用惠斯頓電橋?qū)⒆柚敌盘?hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),通過(guò)電路處理將信號(hào)放大、溫度補(bǔ)償、線性化,使其成為六氟化硫濃度測(cè)量值。MEMS原理SF6傳感器具有精度高,重復(fù)好和波動(dòng)性小受到市場(chǎng)應(yīng)用廣泛歡迎,目前也重新贏得工程師的信賴(lài)。

采用非分散紅外(NDIR)原理的六氟化硫純度傳感器測(cè)量SF6濃度在95%以上時(shí),由于信號(hào)趨于飽和,數(shù)值具有很大的波動(dòng)性,同時(shí)重復(fù)差,無(wú)法滿(mǎn)足高壓開(kāi)關(guān)內(nèi)六氟化硫純度高精度測(cè)試的要求。SF6-100熱導(dǎo)式傳感器是采用MEMS技術(shù)設(shè)計(jì)的一款SF6氣體純度傳感器,通過(guò)直接測(cè)量氣體熱導(dǎo)率方式運(yùn)行,內(nèi)部沒(méi)有加熱燈絲,也不需要參考?xì)?。SF6-100傳感器沒(méi)有采用傳統(tǒng)的大功率的恒溫氣室設(shè)計(jì),而采用獨(dú)特溫度補(bǔ)償?shù)乃惴ǎ稍?40℃~+85℃下保證測(cè)量準(zhǔn)確度和重復(fù)性,且波動(dòng)性很小。傳感器同時(shí)功耗只有0.15W,是傳統(tǒng)的熱導(dǎo)原理傳感器的1/20。SF6-100傳感器同時(shí)對(duì)濕度進(jìn)行修正,達(dá)到±1%FS測(cè)量精度。黛爾特(北京)科技有限公司提供六氟化硫傳感器和SF6純度傳感器

SF6-100采用的專(zhuān)有的精密的電路設(shè)計(jì),T90響應(yīng)時(shí)間(@1000ml/分鐘)非???,只有3秒,達(dá)到讀數(shù)穩(wěn)定的時(shí)間T100為8秒,而傳統(tǒng)的熱導(dǎo)傳感器需要120~150秒。SF6-100無(wú)需加熱恒溫的等待(至少30分鐘加熱時(shí)間),從開(kāi)機(jī)到測(cè)量工作結(jié)束大約需要在2分鐘內(nèi)完成,極大地提高了測(cè)量效率。SF6-100的體積小、低功耗和重量輕(約150g)的特點(diǎn),非常適合集成便攜式SF6儀表內(nèi)。

低功耗快速響應(yīng)SF6傳感器產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)

  • 無(wú)需加熱恒溫等待,即插即用
  • 低功耗,約0.15W
  • 快速響應(yīng),約3秒(T90,@1.0L/min.)。
  • 外形尺寸小、重量輕(150g)
  • 溫度和濕度修正補(bǔ)償
  • 同時(shí)測(cè)量六氟化硫(SF6)濃度、相對(duì)濕度(RH)和溫度三個(gè)參數(shù)
  • 0.5~2.5VDC和5V TTL輸出
  • -40~+85℃寬的工作溫度范圍
  • 長(zhǎng)達(dá)10+年的使用壽命
  • 精度高,重復(fù)性好,波動(dòng)小,適合純度測(cè)量
低功耗快速響應(yīng)SF6傳感器T90和T100響應(yīng)時(shí)間曲線:T90響應(yīng)時(shí)間=3 S @1000 ml/min.; T100讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)間=8 S @1000 ml/min.。

二、黛爾特MEMS原理六氟化硫SF6傳感器參數(shù)


 

線性誤差

±1%FS   

響應(yīng)時(shí)間(T90)

20s(@500mL/min)

重復(fù)性(相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差)

1% FS

Min.檢出限

<2% FS 

分辨率

0.01%

長(zhǎng)期穩(wěn)定性(零點(diǎn))

≤±1%FS/  

長(zhǎng)期穩(wěn)定性(量程)

≤±1%FS/

三、黛爾特MEMS原理SF6傳感器精度測(cè)試數(shù)據(jù)

1、SF6傳感器示值誤差(detection error)數(shù)據(jù):

標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度值(%)

傳感器示值(%)

平均值

示值誤差

0

0.02

0.03

0.04

0.03

0.03

20

19.5

19.51

19.51

19.51

-0.49

49.8

49.8

49.84

49.86

49.83

0.03

79.6

79.52

79.46

79.5

79.49

-0.11

100

100.02

100.02

100.05

100.03

0.03

Max.允許誤差:±1%(顯示值)

 

2、SF6傳感器重復(fù)性(repeatability)數(shù)據(jù)

測(cè)  

1

2

3

4

5

6

平均值(%)

重復(fù)性(%)

測(cè)量值(79.6%SF6)

79.53

79.5

79.46

79.51

79.52

79.5

79.50

0.03%

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