庫侖電量傳感器和電化學(xué)傳感器在等壓法透氧測試中

等壓法透氧測試的國際標準ISO15105-2、ASTM D3985和中國國標GB/T 19789都要求采用庫侖電量傳感器，并且明確說(shuō)明該庫侖電量傳感器是一種無(wú)需校準的絕對值傳感器。但是在市場(chǎng)上還存在一種采用電化學(xué)傳感器的透氧儀，其檢測精度和穩定性都無(wú)法和庫侖電量傳感器相比，以下是對這兩種傳感器的分析介紹：

一、庫侖電量傳感器

1、庫侖電量傳感器是國際公認的絕對值傳感器

庫侖電量傳感器符合法拉第定律，每進(jìn)入一個(gè)氧氣分子，就會(huì )釋放出四個(gè)電子，輸出效率高達98%，這個(gè)線(xiàn)性正比關(guān)系不受滲透濃度和傳感器環(huán)境變化影響。

2、庫侖電量傳感器對滲透過(guò)來(lái)的氧氣進(jìn)行100%的檢測，不漏掉一個(gè)。

3、庫侖傳感器是無(wú)需校準的

平時(shí)只需要對樣品的測試環(huán)境，如溫濕度、流量、基準噪音等參數進(jìn)行準確控制?？梢岳肕OCON提供的具有NIST有效追溯性的標準膜對透氧儀整機進(jìn)行驗證，而非校準。

4、庫侖絕對值傳感器不受環(huán)境溫度、傳感器溫度和載氣流速的影響

5、庫侖電量傳感器的使用壽命長(cháng)。

在正常的連續高阻隔測試情況下，可使用5年。

5、只有MOCON公司的透氧儀采用了真正的庫侖電量絕對值傳感器

只有MOCON透氧儀真正符合ISO10105-2、ASTM D3985和GB/T 19789等標準求，其精度、可靠性之高是全球公認的。

二、電化學(xué)傳感器：

1、電化學(xué)傳感器是一種相對值傳感器。

為了延長(cháng)傳感器的使用壽命，電化學(xué)傳感器外層包覆著(zhù)一層軟膜，從樣品滲透過(guò)來(lái)的氧氣中只有一小部分能透過(guò)這層軟膜，最終進(jìn)入傳感器而產(chǎn)生電信號，這層軟膜的存在使滲透過(guò)程變成了兩次，使這個(gè)傳感器成為了一個(gè)相對值傳感器，不能根據氧分子數量線(xiàn)性地輸出電信號。

2、電化學(xué)傳感器只檢測一小部分滲透過(guò)來(lái)的氧氣。

而大部分滲透過(guò)來(lái)的氧氣從旁路直接排出，沒(méi)有被100%地檢測，軟膜的自身滲透性能變化（如老化、溫度變化等）直接影響測試的準確性。

3、電化學(xué)傳感器需要用不同濃度的氧氣進(jìn)行分段校準補償。

但是由于電化學(xué)傳感器只對一部分氧氣進(jìn)行檢測，無(wú)法達到線(xiàn)性的輸出，所以只用幾種濃度的氧氣進(jìn)行校準仍然無(wú)法保證全量程精度。只要透氧儀需要校準補償，它即是采用了不符合標準要求的電化學(xué)傳感器。

4、電化學(xué)傳感器會(huì )受環(huán)境溫度、傳感器溫度和載氣流速的影響

由于傳感器位于儀器的機箱中，傳感器溫度會(huì )隨環(huán)境溫度而變化，這個(gè)軟膜自身的透氧率也會(huì )因而變化，這樣傳感器測試精度就很容易受環(huán)境溫度變化的影響。一般標準實(shí)驗室的環(huán)境溫度波動(dòng)在4~5℃之間（±2~3℃），這會(huì )給它們的傳感器帶來(lái)0.5cc/m2day以上的漂移，這個(gè)漂移對高阻隔材料的測試數據會(huì )產(chǎn)生很大的影響。

5、電化學(xué)傳感器的使用壽命短

在正常的連續高阻隔測試情況下，使用壽命只有一年左右。

6、電化學(xué)傳感器沒(méi)有受到ASTM標準委員會(huì )的認可。

根據ASTM委員會(huì )主持的數據對比試驗，尤其在測量低透過(guò)率的材料時(shí)，它的測試結果會(huì )出現極大的偏差，不能滿(mǎn)足ASTM D3985要求。ASTM委員會(huì )最終的結論是保持ASTM標準中對庫侖電量傳感器的要求。

3．MOCON提供溯源NIST的標準膜來(lái)驗證設備

MOCON所用的絕對值傳感器無(wú)需校準，輸出結果完全是線(xiàn)性的。但是MOCON公司仍可提供溯源N.I.S.T.的標準薄膜，給客戶(hù)作為一個(gè)選擇性的驗證手段，用戶(hù)可以在需要驗證儀器的時(shí)候使用。標準膜共有三種不同的數量級，只要這三個(gè)標準膜的測量值在允許誤差范圍之內，根據線(xiàn)性關(guān)系，就能保證儀器處于最佳的狀態(tài)，實(shí)現全量程上的測試精度。在日常工作時(shí)，用戶(hù)只需要使用最接近平時(shí)測試范圍的那張膜即可。

其他生產(chǎn)商的透氧儀由于使用的是相對值傳感器，所以它們必須要使用標準薄膜進(jìn)行校準補償，使用三張標準膜，其實(shí)只能對三種氧氣濃度梯度進(jìn)行校準，只不過(guò)是對一條曲線(xiàn)上的三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行了校準而已，由于沒(méi)有線(xiàn)性度，這個(gè)校準對全量稱(chēng)范圍內的其他點(diǎn)是無(wú)效的。對于這三個(gè)校準點(diǎn)，做完補償后，再用同一片膜做驗證，驗證結果的準確性并不能代表其它點(diǎn)的準確性。 電化學(xué)工作站相關(guān)文章:電化學(xué)工作站原理