LARK-1 CO 紅外氣體傳感器
一、紅外CO傳感器的應用場合
3、水煤氣生產中會產生大量的CO和H2。這兩種氣體濃度都是百分之幾十的濃度。
4、汽車尾氣中也有少量的CO，全球大氣中約60%的CO都是由汽車產生。隨著汽車排放標準的升級，CO的排放也在逐漸減少。
這是一份汽車尾氣分析的報告，從這份報告中我們可以看到，汽車尾氣中CO的濃度范圍是幾百到幾千ppm。0.02%vol即200ppm，0.3%即3000ppm。該報告是用浙大鳴泉公司出品的汽車尾氣分析儀測量的結果。
二、CO的幾種檢測方法
在現有工程化的CO傳感器中，比較常見的有以下幾種：激光紅外（QCL-TDLAS）、非色散紅外(NDIR)、電化學（EC, 也稱定電位電解法）、金屬氧化物半導體（MOS）。
朗伯比爾定理：I = I0*exp(-kcL)
其中：
I – 出射光強；
I0 – 入射光強；
k – 氣體吸收系數；
c – 氣體濃度；
L – 光路長度。
三、LARK-1的技術特點
該響應曲線的過程是這樣的：待LARK-1 CO平衡之后，以500ml/min的流速通入500ppm CO，其響應時間極短，T90僅2秒。通過4分鐘CO之后，用N2吹回零點，RT90時間也只有2秒。然后通入1000ppm CO，4分鐘后吹回零點，T90和RT90僅3秒鐘。
從上圖我們可以得知，LARK-1 CO 10000PPM的分辨率在10ppm/sec之內，最低檢測限也小于10ppm。
上圖中的過程可以這樣解讀：在200秒左右的時候，對LARK-1 CO 10000PPM進行了一次零點的標定，并不進行測量點標定。然后平衡十幾分鐘，通入500ppm的CO，一共6次。這6次的平均值為500.2ppm，標準差為8.6ppm，小于傳感器的分辨率10ppm。
圖中的過程可以這樣解讀：順序通入N2，100ppm, 250ppm, 500ppm, 750ppm和1000ppm。最大的絕對誤差僅為22ppm，發生在1000ppm濃度。對讀數做平均后的線性曲線，R^2達到0.999594。
圖中的過程可以這樣解讀：順序通入N2, 500ppm, 1000 ppm, 2500ppm, 3500ppm, 4500 ppm, 5500ppm, 6500ppm, 7500 ppm, 8500ppm, 10000ppm。最大的絕對誤差僅為36ppm, 發生在3500ppm濃度。對讀數做平均后的線性曲線，R^2達到0.999972。
圖中的過程可以這樣解讀：順序通入500ppm CO，讀數迅速沖高到509ppm，然后穩定在498ppm左右。在80分鐘內整個的讀數波動不超過1個分辨率，即10ppm。
圖中的過程可以這樣解讀：20℃的時候飽和絕對濕度比較低，我們在氣袋中注入不同量的蒸餾水，配成0ppm和1000ppm CO的8袋氣體，順序進行測試。零點最大的偏移量為31-(-5)=36ppm。1000ppm的點偏移量1014-951=63ppm。
圖中的過程可以這樣解讀：50℃的時候飽和絕對濕度比較高，我們在氣袋中注入不同量的蒸餾水，配成0ppm和1000ppm CO的8袋氣體，順序進行測試。零點最大的偏移量為50-(5)=45ppm。1000ppm的點偏移量1004-1033 = -29ppm。如果考慮到2.44%vol 到 9.76%vol這么高的絕對濕度，該濕度性能已經相當優秀了。
上圖是通入5%vol CH4，100%vol CH4，30%vol CO2時候的交叉干擾曲線。LARK-1對H2，N2，O2等氣體雖然沒有交叉干擾，但對高濃度的化合物氣體干擾還是存在的。在水煤氣監測、煙氣排放監測、和汽車尾氣分析儀器的設計中，如果濃度很高的話，需要考慮用算法進行扣除。
四、LARK-1 CO傳感器的長期穩定性
圖1 LARK-1 CO所處的溫濕度 (2017/11/28 – 2017/12/22)
圖2 LARK-1 CO的零點穩定性
從上圖我們可以看出，LARK-1 CO在溫度、濕度不受任何控制的條件下，零點基本上保持穩定，1個月的漂移在-100ppm — 150ppm之間。當然，在我們測量的過程中是加了一個氣泵(500ml/min)和一個20um的灰塵過濾器的。
如果做好控溫、除塵、除水和大流量定期吹掃，以上的零點的穩定性會更加漂亮。當然，LARK-1 CO測量比較大的濃度是有優勢的，但測量1000ppm 以下濃度CO，零點漂移就顯得有些大了，并不適合。
五、LARK-1HR CO 1000PPM傳感器的基本性能
根據諸多客戶的需求，我們發布了一款改進版的LARK-1HR CO，HR的意思是高分辨率(High Resolution)。
這一款紅外CO傳感器是專門針對氣體分析儀和超低排放的煙氣分析系統研發的，普通量程是1000ppm和2000ppm。
LARK-1HR CO的技術特點包括：
1、分辨率可以做到5ppm以內；
2、重現性非常好，能夠做到10ppm以內；
3、精度也非常好，能夠做到±25ppm的絕對誤差；
4、響應時間比標準款的LARK-1稍慢，但控制在20秒之內。
圖1 LARK-1HR CO的3次線性測試和重現性曲線
我們將LARK-1HR CO上電，將LARK-1HR CO和上位機軟件BlueCAL配合使用。用高純N2（0ppm）標定零點之后依次通入0ppm、200ppm、400ppm、600ppm、800ppm、1000ppm CO，并且重復3次，得到圖1測量曲線：
我將圖1讀數進行了整理，得到如上表1
該傳感器是在LARK-1 CO的固件基礎上進行了升級，所以其高低溫性能、長期穩定性的性能和交叉干擾性能和LARK-1 CO是一致的。
這是一份汽車尾氣分析的報告，從這份報告中我們可以看到，汽車尾氣中CO的濃度范圍是幾百到幾千ppm。0.02%vol即200ppm，0.3%即3000ppm。該報告是用浙大鳴泉公司出品的汽車尾氣分析儀測量的結果。這是一份汽車尾氣分析的報告，從這份報告中我們可以看到，汽車尾氣中CO的濃度范圍是幾百到幾千ppm。0.02%vol即200ppm，0.3%即3000ppm。該報告是用浙大鳴泉公司出品的汽車尾氣分析儀測量的結果。這是一份汽車尾氣分析的報告，從這份報告中我們可以看到，汽車尾氣中CO的濃度范圍是幾百到幾千ppm。0.02%vol即200ppm，0.3%即3000ppm。該報告是用浙大鳴泉公司出品的汽車尾氣分析儀測量的結果。這是一份汽車尾氣分析的報告，從這份報告中我們可以看到，汽車尾氣中CO的濃度范圍是幾百到幾千ppm。0.02%vol即200ppm，0.3%即3000ppm。該報告是用浙大鳴泉公司出品的汽車尾氣分析儀測量的結果。
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