一、緒論
本公司生產(chǎn)的電化學(xué)式甲醛氣體傳感器是真正能夠連續(xù)監(jiān)測(cè)的傳感器，而不需要任何的氣體采樣或者采用氣泵抽取。適合于絕大多數(shù)的環(huán)境（-20℃~+50℃）監(jiān)測(cè)使用（如有特殊介紹，可應(yīng)用于更高的溫度中）。這款傳感器有五大設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
1、低成本
設(shè)計(jì)構(gòu)造簡(jiǎn)單以及很少的部件使得其成本得到降低，從而形成 更有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格。
2、長(zhǎng)壽命
它使用的是在世界范圍內(nèi)已經(jīng)有30多年使用經(jīng)驗(yàn)的呼吸酒精傳感器的元件結(jié)合工業(yè)電化學(xué)毒氣傳感器原理設(shè)計(jì)而成。而呼吸酒精傳感器的精度，穩(wěn)定性和*性都是已經(jīng)得到了驗(yàn)證。同時(shí)采用工業(yè)電化學(xué)毒氣傳感器的設(shè)計(jì)使傳感器更能適應(yīng)各種條件如高溫高濕及低溫低濕環(huán)境。
3、響應(yīng)快速
一條短小且低阻抗的擴(kuò)散路徑使其響應(yīng)時(shí)間很少。
4、電源要求低
燃料電池原理意味著它并不需要電源激勵(lì)，僅僅在信號(hào)的處理和顯示時(shí)需要電能，所以僅僅一個(gè)簡(jiǎn)單的小電池單元即可。
5、穩(wěn)定性
非常好的穩(wěn)定性，允許在使用過(guò)程中非常長(zhǎng)的校準(zhǔn)周期。
二、TP-501電化學(xué)甲醛傳感器工作原理
傳感器內(nèi)部包含一個(gè)常規(guī)的兩電極燃料電池傳感器。工作電極通過(guò)外電路將電子釋放到計(jì)數(shù)電極，并且在計(jì)數(shù)電隨著氧的減少而消耗，內(nèi)電路由電解液中的離子流來(lái)實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)精良，便于電解液的消長(zhǎng)。電解液的消長(zhǎng)隨環(huán)境溫度和濕度的變化而變化，但是仍可正常工作不會(huì)影響到校準(zhǔn)值。
TP-501電化學(xué)甲醛傳感器技術(shù)參數(shù)：
|
甲醛傳感器輸出的電流值于空氣中從0到高濃度的甲醛濃度呈線性關(guān)系。
輸出信號(hào)需要根據(jù)精確度要求進(jìn)行放大和溫度補(bǔ)償。
信號(hào)放大
輸出信號(hào)放大的方法是使用一個(gè)直接的電流到電壓放大的運(yùn)算放大器。這樣的話傳感器將工作在其的模式下。得到的信號(hào)值取決于反饋電阻的大?。槐确秸f(shuō)使用1000歐姆的電阻值，那么一個(gè)輸出為5nA的信號(hào)將會(huì)轉(zhuǎn)化為5mV的輸出信號(hào)。
因?yàn)樵陂_(kāi)路狀態(tài)傳感器可能會(huì)逐漸引起偏移，雖然不會(huì)對(duì)產(chǎn)品有損傷，但是也要花費(fèi)時(shí)間去放電。所以在儲(chǔ)藏期間一般將輸出端子進(jìn)行短路處理，這樣就不會(huì)出現(xiàn)明顯的*的偏移量。
在使用過(guò)程中，為了避免在放大器被斷開(kāi)的時(shí)候偏移量的增加，可以在兩端子之間連接一個(gè)低阻值的電阻（典型值為620歐姆）。另外，也可將放大器持續(xù)供電。
下面給出典型的應(yīng)用電路：
在高精度測(cè)量中反饋電阻應(yīng)為470K，同時(shí)并聯(lián)一個(gè)4.7μF的鉭電容在沒(méi)有反向響應(yīng)時(shí)間的情況下降噪。
注意：
該電路使用的是雙路電源，這樣能得到醉佳效果。在這個(gè)電路（以及類似的電路）里面，運(yùn)算放大器我們*使用Burr-Brown的OPA177。另外，也可以選用低功率而且噪聲非常微小的OPA241。這兩種型號(hào)的器件本身的漂移量都很小，靈敏度又非常高，而且很容易加入到偏移整頓電路中去消除剩余的漂移量。
我們已經(jīng)完成了使用類似OP90這種的運(yùn)算放大器的單路供電電路的研究，并不*使用。如果采用3V供電的話，我們*使用諸如ICL7660這樣的IC產(chǎn)生的負(fù)電源。
溫度補(bǔ)償
本傳感器的溫度漂移率為0.35%每攝氏度（-20℃~50℃）。
如果需要的測(cè)量精度很高，那么就需要給電路中加入溫度補(bǔ)償?shù)牟糠帧Ｒ话銇?lái)說(shuō)，在簡(jiǎn)單電路里面，我們可以通過(guò)在運(yùn)算放大器的反饋回路中適當(dāng)?shù)募尤胍粋€(gè)熱敏電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)（該熱敏電阻可以通過(guò)與其他的電阻的串并聯(lián)進(jìn)行修正）。如果使用微處理器電路的話，在軟件的控制下，熱敏電阻補(bǔ)償會(huì)更加精確。溫度依賴性有兩個(gè)部分：
1．氣體的擴(kuò)散率隨溫度的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)。
2．低溫下，電解質(zhì)的功效將會(huì)明顯削弱，這將成為決定比率的因素。
線性
甲醛傳感器的線性至少為10ppm 。
靈敏度
靈敏度取決于傳感器表面的通路孔徑的大?。豢讖皆酱?，擴(kuò)散到傳感器中的氣體就越多，信號(hào)也就越強(qiáng)。標(biāo)準(zhǔn)的（小實(shí)際孔徑）單一中心孔徑的直徑為1mm，也可以根據(jù)客戶的需求進(jìn)行訂制。選擇孔徑要考慮到能夠產(chǎn)生合適的信噪比，但是也要避免氣體樣品過(guò)量，否則會(huì)導(dǎo)致輸出非線性，反應(yīng)遲緩以及氣體清洗不干凈等問(wèn)題出現(xiàn)。
注意事項(xiàng)：
n手工后焊，避免烙鐵長(zhǎng)時(shí)間高溫對(duì)傳感器結(jié)構(gòu)造成破壞；
n使用前老化時(shí)間不少于 48小時(shí)；
n電解液泄漏會(huì)造成損害，請(qǐng)勿隨意拆解傳感器；
n傳感器避免接觸有機(jī)溶劑（包括硅橡膠及其它膠粘劑）、涂料、藥劑、油類及高濃度氣體；
n所有電化學(xué)傳感器不能長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用于含有腐蝕性氣體的環(huán)境中，腐蝕性氣體會(huì)損害傳感器；
n氣體零點(diǎn)測(cè)定時(shí)，須在潔凈的大氣中進(jìn)行；
n傳感器上方防水透氣膜嚴(yán)禁揭開(kāi)、人為損壞；
n傳感器不可過(guò)度的撞擊或震動(dòng)；
n外殼有破損、變形等情況下請(qǐng)不要使用；
n高濃度的氣體環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間使用后，傳感器恢復(fù)到初期狀態(tài)較緩慢；
n傳感器貯存時(shí)工作電極與對(duì)電極應(yīng)處于短路狀態(tài)；
n禁止用熱熔膠或者固化溫度高于 80℃以上的密封膠封裝傳感器；
n禁止將傳感器應(yīng)用于涉及人身安全的系統(tǒng)中；
n禁止長(zhǎng)時(shí)間在高濃度堿性氣體中存放和使用；
n請(qǐng)勿將傳感器安裝在強(qiáng)空氣對(duì)流環(huán)境下使用。
