根據應用場景選擇合適傳感器

光學氣體傳感器是多種分析設備的核心部件，直接決定了儀器的性能指標和功能，儀器設計之初，傳感器選型非常重要。市面上各種原理、各個廠家的光學氣體傳感器琳瑯滿目，指標參數參差不齊，要如何選擇最合適、 的傳感器呢？

實際上每款傳感器都有其優缺點和適用范圍，要么性能指標有優勢，要么可靠性更值得信賴，要么價格便宜等等。要根據具體需求和應用場景選擇合適傳感器，比如經常要測量組分繁雜、濕度高的氣體，最好選擇UVDOAS、FTIR這類色散分光原理的氣體傳感器。關于傳感器的性能、體積、功耗、擴展性、價格等要綜合權衡。

傳感器性能指標權衡

選擇光學氣體傳感器，首先傳感器的關鍵指標參數要優于預研儀器的設計參數，除體積重量外，一般要考慮以下幾點要素，（每個要素都很復雜，本期先簡單描述，后面幾期再根據反饋詳細分析）：

1.    測量氣體種類和干擾。

前者好理解，要和儀器的目標氣體一致，比如開發環境空氣CO2分析儀器選擇低量程LY-NDIR雙通道CO2模塊就*能滿足要求，但在背景氣中有干擾組分的就要同時考慮干擾組分的同時測量，這是很多儀器開發者經常忽略的問題。比如開發污染源SO2分析儀選擇NDIR原理就要考慮煙氣常見組分CH4的干擾，因為紅外波段CH4在SO2吸收峰處同樣有吸收，會帶來正干擾，當然選擇紫外差分原理的如LY-UVDOAS系列的傳感器就不用考慮CH4干擾。

2.    量程、檢出限和線性誤差。

分別代表了傳感器的實際測量范圍、 響應濃度和結果正確度，其中量程和檢出限指標是一對有點矛盾的參數，一般長光程設計的傳感器，會有低的檢出限和量程指標，反之亦然，當然，也有少數 的傳感器可以兩者都兼顧，比如嶗應的UVDOAS系列傳感器，通過自適應調整光譜波段算法，測超低濃度時選擇強吸收譜段反演計算測，超高濃度時選擇弱吸收譜段反演計算，這樣兩個參數都能獲得很優秀的指標。

3.    響應時間、重復性和穩定性

響應時間一般是T90、T10，表征了傳感器的響應速度，跟氣室體積、氣體流速和平滑算法都有關系，因此也與精度、檢出限指標有點負相關。關于重復性和穩定性，一般是在環境條件穩定的情況下，反復多次測量結果的一致性程度。

4.    漂移（零漂、量漂）和適用溫度范圍

漂移指標分為不同時間的漂移，常見的有1h/4h/8h/24h/月/年漂移，便攜式儀器，小時漂移更重要，在線運行儀器月漂移也很重要，這關系到儀器設計或運行時的調零周期，有些儀器還需要設計自動調零氣路。

適用溫度范圍，在本文中不僅指傳感器可工作的溫度范圍，還代表確保傳感器精度/線性誤差滿足指標的溫度范圍，溫度對光學氣體傳感器的影響非常大，所以需要確定精度是在什么溫度范圍內能滿足。有些傳感器比如嶗應UVDOAS/NDIR/NDUV系列，采取了大量的措施確保了溫度適用性，指標表里的誤差均是指在工作溫度范圍內都能滿足的誤差；也有很多傳感器指標誤差中僅僅在室溫條件滿足（有些在指標表中看不出，有些會用溫度漂移1℃示值漂移不超過滿量程的多少來描述），這樣就意味著儀器設計中要考慮增加對氣體傳感器應用環境的恒溫設計或溫度補償算法，以滿足儀器的高低溫性能指標要求，據了解在多個領域的標準中都有儀器高低溫適用性指標要求，畢竟儀器的客戶群體大多分布在全國各地，四季溫差、晝夜溫差跨度非常大。

5.    考慮升級和可擴展性，在儀器整個生命周期中，滿足當前設計指標就可以？還是會根據市場需求而擴展升級（這種情況在快速發展的行業中是經常出現的，污染源監測行業指標就一直隨著環保需求而不斷收緊）？如果是后者，在核心傳感器選型時就要考慮傳感器的指標可擴展性，市面有少數   傳感器具備擴展空間，比如嶗應的大部分UVDOAS傳感器和NDIR傳感器可以在硬件不變的情況下升級擴展量程，LY-UVDOAS更是可以在原基礎上擴展測量氣體的種類，然而這些擴展功能是基于深厚的技術水平的，能做到、做好的不多，有儀器擴展升級考量的要仔細甄別，選擇對的傳感器，有利于儀器的快速升級、縮減研發時間和成本。

關于光學氣體傳感器的價格和價值

這是個有意思的話題，本文簡單一說。市面上不同傳感器價格差異很大，這跟很多因素有關，最關鍵的還是指標。有些傳感器是半定量的，有個不離譜的示值就可以，僅作為一個參考，這種很便宜；有些較準確，可以作為閾值判斷用，價格一般；有些給出精確示值，比如誤差在±5%以內，屬于工業級的，價格較高；有些更   的傳感器給出更精確示值、表現非常好的環境使用性，比如誤差在±2%甚至±1%以內，價格很高。不同等級的傳感器，價格差異是數量級的，畢竟氣體傳感器做到一定精度指標之后，每一點小的提升，都會需要付出很高的成本代價去實現。所以，要根據預研儀器的要求和定位選擇最合適的傳感器。

另外，傳感器的附加值差異也很大，比如價格對比時，不要單獨看一個傳感器的價格，要看測一種氣體的價格，比如多通道LYNDIR傳感器一種氣體的價格就明顯低于多個單一氣體傳感器，同時去除了相互間的干擾，節省了體積，對儀器設計而言，增加功能同時省時、實力、省空間，性價比自然高很多。

關于傳感器之外的隱形附加價值也要權衡。比如購買嶗應的傳感器，就附加了定制化的解決方案，協助根據應用場景選擇最佳好傳感器、設計時用好，高質量的售后服務和可能的升級空間。

最后，傳感器基本選好了后，還要實測，尤其上文中提到的幾個關鍵指標，畢竟光學氣體傳感器良莠不齊，自己測過才知道。

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