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LARK-1C6H14红外气体传感器

 

  在开始正文之前,请允许我打个广告,9月11-13日,在上海市普陀区光复西路2739号上海跨国采购会展中心有一个传感器行业很重要的展览Sensor China 2017。该展览今年是第二届,诺联芯也是第二次参加该展览,展位号是B012。诺联芯这次是和中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所联合参展的,欢迎各位新朋好友前来观展,讨论技术,洽谈业务。

  接下来发布一个新产品LARK-1 C6H14 500PPM。C6H14是什么,为什么要测它呢?C6H14是己烷,它是可挥发有机物的一种,也是汽车尾气分析仪诸多分析对象中的一项。中国有大约1亿辆乘用车和1亿辆商用车,汽车尾气中的VOC的排放量是相当大的。我们只有不断地提高排放标准,降低汽车VOC的污染物排放,才能让我们的城市更多地看见蓝天白云。

  早在2013年,国家就已经发布了机动车国V标准,请看下图。

  

 

  下面这段话,节选自国V标准,它非常明确地规定了强制执行的日期。

  

 

  上图图片不太清晰,具体内容如下重现:

  自本标准发布之日起,即可依据本标准进行型式核准。自2018年1月1日起,所有销售和注册登记的轻型汽车应符合本标准要求。

  自2018年1月1日起,本标准代替《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第Ⅲ、Ⅳ阶段)》(GB18352.3-2005);在2023年1月1日之前,第三、四阶段轻型汽车的“在用符合性检查”仍执行GB18352.3-2005的相关要求。

  本标准由环境保护部解释。

  在这里“八卦”一下,2014年之后销售的轿车,基本上都已经符合该国标了。买新车的朋友基本上不用担心,但买二手车的朋友需要问一问经销商,免得买了车却上不了牌照。

  在GB18352.5-2013中,明确规定了THC(总碳氢化合物)的排放量,只不过该排放量是折合成g/km的。该THC就是以正己烷n-C6H14为标定物的。汽车尾气的分析分为I型试验、II型试验、III型试验、IV型试验、V型试验和VI型试验。因为这些试验都比较专业,我也只能拷贝两张图表做个例子,并不能详细而且准确地解释这些数据,望各位看官谅解。

  

 

  诺联芯公司在努力了两年之后,成功地研发出了ppm级别的LARK-1 C6H14红外气体传感器,供国内的汽车尾气分析仪生产厂家选用。下面就详细介绍一下LARK-1 C6H14的部分重要的技术参数。

  1. 基本特性(响应时间、回零时间、分辨率)

  

 

  从上面的曲线我们可以得到如下结论:

  1. 传感器的零点在通气之前和通气之后,读数保持一致;

  2. 在500ml/min的流量下,响应时间T90小于3秒,回零时间RT90小于3秒;

  3. 按照3*STDEV/Sensitivity的计算方法,传感器的分辨率为1~2ppm;

  

 

  再通入500ppm己烷,得到的曲线和100ppm时候非常相似。

  2.重现性

  

 

  当我们循环通入6次N2和C6H14,得到上面的曲线。通过该曲线,我们可以得到这样的结论:

  1. 零点和测量点重现性很好,没有逐渐升高或逐渐降低的趋势,6次读数的标准差Stdev可以做到1ppm以内;

  2. 在50分钟的测试过程中,分辨率、响应时间、回零时间都能够保持一致,几乎没有差别。

  3.线性测试

  

 

  在常温环境下,LARK-1上电平衡之后,依次通入N2、50ppm、100ppm、250ppm、300ppm、400ppm和500ppm C6H14,读数都是非常平稳。最大绝对误差仅为-9ppm。

  

 

  从上图可以看出,LARK-1 C6H14的线性是相当好的,R^2值接近0.9999。常温时候的绝对误差,低端能够做到小于±4ppm,或者相对误差小于±3%rel。

  4.短时间稳定性

  

 

  在我们研发仪器仪表的时候,比较担心的一件事情,就是通入标准气之后,读数稳定不住。因此,我公司做了1小时通气实验,通入100ppm C6H14。通过上图可以得知,在这一小时之内,读数的波动是不大于3ppm的。

  5.高低温冲击之后的稳定性

  

 

  上图是在室温(32℃,2017年的夏天特别热)标定之后,将温箱的温度调成20℃,等待2小时之后,读取零点读数和100ppm的读数。

  然后,在不控制降温曲线的情况下,将温箱温度下降到-20℃,保温2小时,然后再升温至20℃,保温2小时,得到下面的曲线。

  

 

  通过这根曲线我们可以看出,该传感器对低温的冲击耐受性还是很强的。图中的过冲部分是用质量流量计(MFC)配气过程中,N2和C6H14混气不均匀导致的,并不是传感器的真实特性。

  接着,在不控制降温曲线的情况下,将温箱温度上升到50℃,保温2小时,然后再降温至20℃,保温2小时,得到下面的曲线。

  

 

  通过上图,我们可以看到,LARK-1 C6H14对高温的耐受性比低温稍差一些,但它很容易通过标定零点获得准确的读数。大家可能看到了,通N2的读数是25ppm,通100ppm C6H14的时候读数是128ppm,128 - 25= 103ppm。这说明零点和测量点之间的读数差非常接近100ppm。

  通过这根曲线,我们还得到一个关于LARK-1 C6H14很好的一个特性,那就是:只要零点标定准确了,测量点读数一定很准,它们之间的差几乎是固定不变的。

  我们非常欢迎对此传感器感兴趣的客户和朋友们和我们联系,快速地研发出适合国家标准的物美价廉的汽车尾气分析仪。该传感器不仅适用于国V标准,即使是针对更加苛刻的排放标准,该传感器也能够胜任。诺联芯希望通过自己的努力,为国家汽车工业和大气污染防治贡献自己的一份力量。

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