Nissha FIS, Inc. je japonská spoločnosť založená v roku 1992. Má silné výskumno/vývojové oddelenie s tímom špecialistov na technológiu výroby a kontrolu kvality. Výrobná kapacita spoločnosti Nissha FIS je 12 miliónov senzorov ročne.
Princíp činnosti senzora
Senzor obsahuje snímací prvok vyrobený z polovodivého oxidu kovu, typicky Sn02, čo je polovodič typu “n”, a prísad na zvýšenie citlivosti na cieľový plyn. Takéto snímače sa preto nazývajú MOS senzory (metal oxide semiconductor sensors). Senzor obsahuje ešte aj snímacie elektródy a ohrievač.
Snímací prvok sa zohreje na optimálnu teplotu na detekciu cieľového plynu. Typická teplota leží v rozmedzí 300 - 450°C. V prítomnosti redukčných plynov, ako je H2, CO, NH3, CH4 atď., odpor snímacieho prvku klesá. Naopak, v prítomnosti oxidačných plynov, ako je NO2, kyslík, ozón, CO2 atď., sa odpor snímacieho prvku zvyšuje.
Vlastnosti MOS senzora
MOS snímače potrebujú na svoju normálnu prácu kyslík. Parametre v katalógovom liste platia pre štandardnú koncentráciu kyslíka 21%, absolútne minimálna potrebná koncentrácia je 18%.
MOS senzory vynikajú citlivosťou, dobou odozvy, dlhodobou stabilitou, cenou a integritou.
Nevýhodou je nízka selektivita. To znamená, že senzor je najcitlivejší na cieľový plyn, ale má tiež určitý stupeň citlivosti na iné plyny. Nízka selektivita je na druhej strane výhodou pre detektory kvality vzduchu, ktoré merajú koncentráciu VOC, ktorá obsahuje stovky plynov.
Prítomnosť siloxanov vo vzduchu ovplyvňuje všetky MOS senzory, znižuje odpor senzora v čistom vzduchu, znižuje citlivosť na cieľový plyn a zvyšuje čas odozvy.
Siloxany sú široko používané chemikálie v mnohých výrobkoch osobnej starostlivosti, kozmetike a v silikónových polyméroch používaných v priemysle a lekárskych prístrojoch.
Senzory sú do určitej miery odolné voči siloxanom, napríklad EN 50194-1 (2009).
Elektrické prístroje na detekciu horľavých plynov v domácich priestoroch vyžadujú, aby zariadenie po 40 minútach vystavenia účinkom 10 ppm HMDS (hexametyldisiloxánu) fungovalo správne.
Konštrukcia senzorov
Séria SP
Senzory série SP používajú substrát vo forme plátku z oxidu hlinitého (alumina) s rozmermi 2x2 mm. Snímací prvok je umiestnený na hornej strane substrátu a ohrievač na spodnej strane. Ohrievač musí byť trvalo pripojený na VH (zapnutý) = 5V, spotreba energie je zvyčajne 400mW.
Prehľad série SP:
Tabuľka je dostupná aj vo formáte PDF.
Séria SB
Snímací prvok má formu perličky veľkosti 0,3x0,5mm, prvé senzory série SMB, SMB-95-00 (metan) a SMB- 15-00 (LPG) používajú ešte menší snímací prvok, 0,12x0,15mm. Cievka ohrievača je vyrobená z platiny, čo umožňuje merať teplotu ohrievača, pretože vzťah teploty a odporu platiny je dobre známy. Ohrievač musí byť trvalo pripojený na VH (zapnutý) = 0,9 V pre väčšinu senzorov. Spotreba energie je typicky 120 mW.
U senzorov SB-500-12 (CO), SB-95-12 (metan / CO), SB-96-00 (CO / LPG) a SB-AQ9-00 (cigaretový dym), SB-12C-00, SMB-95 -00 (metan) a SMB-15-00 (LPG) je možné napájanie ohrievača periodickými napäťovými impulzmi, čo prináša zníženie priemernej spotreby energie. Priemerná spotreba energie závisí od striedy a môže byť v rozsahu desiatok mW pre SB senzory a menej ako 1 mW pre SMB senzory.
Prehľad série SB:
Tabuľka je dostupná aj vo formáte PDF.
Schémy zapojenia
Stojí za zmienku
Senzory nie sú kalibrované. Je na používateľoch, aby kalibrovali svoje zariadenie.
Senzorové moduly
Hlavnými produktmi spoločnosti Nisha FIS sú senzorové moduly. Majú know-how a potrebné vybavenie pre návrh, výrobu a kalibráciu modulov. Dizajn s plynovými senzormi MOS nie je triviálna úloha.
Potrebujete poznať:
- citlivosť senzora na cieľový plyn a interferenčné plyny
- vplyvy prostredia, ako sú koncentrácia kyslíka, teplota, koncentrácia siloxanov, vlhkosť, náraz, vibrácie atď. na parametre senzora
- dlhodobá stabilita parametrov senzora
- bezpečnostné normy, ktoré sa vzťahujú na detektory plynov
Budete tiež potrebovať vybavenie, ako sú zdroje plynu, plynové komory, referenčné merače koncentrácie plynov, teplotnú komoru atď.
Vlastnosti senzorových modulov
Hlavnou aplikáciou modulov je detekcia prítomnosti plynu. Ak koncentrácia cieľového plynu prekročí prahovú hodnotu alarmu, modul zapne alarmový výstup. Typická presnosť prahu je ± 20%. Napríklad prahová hodnota pre alarm modulu FIS5084 je 0,5% chladiva R32. Výrobca uvádza, že modul by mal signalizovať alarm, ak koncentrácia R32 > 0,6% a koncentrácia 0,4% by spustiť alarm nemala.
Moduly zachovávajú presnosť prahu v stanovenom rozsahu po celú dobu životnosti modulu, čo je zvyčajne viac ako 5 rokov. Samozrejme za podmienky, že pracujú v rozsahu koncentrácie plynu, pre ktorý boli navrhnuté.
Moduly je možné objednať s výstupom UART, ktorý poskytuje koncentráciu plynu, štatistiku alarmu atď. Moduly majú typickú presnosť merania ± 20%.
Prehľad senzorových modulov:
Tabuľka je dostupná aj vo formáte PDF.
Snímač alebo modul? Ktorý z nich si zvoliť?
Technická podpora Nisha FIS pre plynové senzory je obmedzená a zvyčajne je dostupná iba pre priamych zákazníkov, preto vám odporúčame použiť radšej modul.
Pomer medzi priemernou cenou modulu a cenou snímača je 5 pre množstvo do 500 kusov, 4 pre 500 až 1 000 kusov, 2,7 pre 1 000 až 3 000 kusov a 2 pre 3 000 až 5 000 kusov.
Ak máte záujem o ďalšie informácie k produktom Nissha FIS, radi vám poradíme na adrese fis@soselectronic.com.
Páčia sa Vám naše články? Nezmeškajte už ani jeden z nich!
Nemusíte sa o nič starať, my zabezpečíme doručenie až k Vám.
