Czujniki firmy Sensirion w sposób niezawodny mierzą wszystkie istotne parametry środowiskowe, takie jak wilgotność względna, temperatura, stężenie CO2, stężenie lotnych związków organicznych oraz pyłów zawieszonych. Sensirion oferuje również czujniki do pomiaru przepływu cieczy oraz masowego natężenia przepływu gazów.

Pomiary parametrów środowiskowych Czujniki wilgotności względnej i temperatury
Wilgotność względna

Informacje podstawowe SDziałanie czujników opiera się na pomiarze kapacytancji pomiędzy elektrodami umieszczonymi w membranie wykonanej z porowatego polimeru. Para wodna przenika do membrany i zmienia kapacytancję pomiędzy elektrodami.

Porównanie czujników zostało przedstawione w tabeli poniżej.

Warto wiedzieć

Czujniki STSx
Czujnik temperatury STS21 cechują te same parametry co SHT21, z wyjątkiem niższego średniego zużycia prądu wynoszącego 20μA. Wynika to z faktu, że czas pomiaru T = 66ms, podczas gdy w przypadku SHT21 czas pomiaru T + czas pomiaru WW = 66ms + 22ms. Czujniki temperatury STS3x charakteryzują się takimi samymi parametrami, jak czujniki SHT3x, ale mierzą wyłącznie temperaturę.

Cykl życia czujnika
Czujniki SHT1x nie są już produkowane, dlatego zalecamy korzystanie z czujników SHT3x. Ze względu na odmienną obudowę czujnika, migracja wymaga przeprojektowania płytki obwodu drukowanego, jak również zmian w oprogramowaniu, gdyż SHT3x wykorzystuje interfejs I2C w miejsce S-bus.

Zaprzestano również produkcji czujników SHT7x. W zamian zachęcamy do korzystania z urządzeń SHT85. Migracja wymaga zmian oprogramowania, gdyż SHT85 wykorzystuje interfejs I2C.

Czujniki SHT2x oraz SHTC1 nadal będą produkowane masowo. Chociaż nie ma obecnie planów wstrzymania produkcji, w przypadku nowych konstrukcji zalecamy wykorzystanie czujników SHT3x oraz SHTC3.

Czujnik SHTW1 nie jest już produkowany. Zalecamy skorzystanie z SHTW2 (inna obudowa wymaga przeprojektowania płytki obwodu drukowanego).

Praca na baterii
Napięcie nominalne baterii litowej (litowo-chlorkowo-tionylowej) wynosi 3 V (3,6 V). Do całkowitego rozładowania dochodzi w chwili, gdy napięcie spadnie do poziomu 2 V (napięcie odcięcia). Wszystkie czujniki wilgotności względnej i temperatury oraz czujniki temperatury charakteryzują się niskim zużyciem prądu i mogą pracować na baterii, przy czym:

● czujnik SHT3X pracuje w zakresie napięcia od 2,15 do 5,5 V – pojemność baterii nie zostanie w pełni wykorzystana
● czujniki SHTC1, SHTW2 pracują w zakresie napięcia od 1,62 do 1,98 V – wymagają zastosowania stabilizatora napięcia oraz przesuwnika poziomu napięcia I2C
● SHTC3 pracuje w zakresie napięcia od 1,62 do 3,6 V, obejmującym cały zakres napięcia baterii

Zestawy ewaluacyjne Sensirion oferuje modułowe zestawy ewaluacyjne, na które składają się mostek SEK SensorBridge, czujniki SEK-SHT31 (SHT35, SHTC3, SHTW2) oraz ControlCenter – bezpłatne oprogramowanie do pobrania służące do wizualizacji danych z pomiarów.

Bazujące na tlenku metalu, półprzewodnikowe czujniki do pomiaru ekwiwalentu CO2 oraz lotnych związków organicznych

Informacje podstawowe

Czujnik zbudowany jest z sensora wykonanego z tlenku metalu będącego półprzewodnikiem typu „n”, elektrod czujnikowych oraz grzałki. Obecnie najpowszechniej stosowanym tlenkiem metalu jest SnO2. Sensor podgrzewany jest do temperatury optymalnej dla wykrywania danego gazu. Typowa wartość temperatury mieści się w zakresie od 200 do 400 °C.

Na sensorze następuje adsorpcja tlenu atmosferycznego, dochodzi do związania elektronów i powstaje warstwa zubożona. Jeśli w otaczającej atmosferze obecne są również molekuły gazów utleniających lub redukujących, mogą one reagować z zaadsorbowanymi jonami tlenu, wskutek czego wcześniej związane elektrony stają się ponownie nośnikami ładunku elektrycznego w sensorze. Prowadzi to do obniżenia progu energetycznego w strukturze pasma elektronowego półprzewodnika, co skutkuje zwiększeniem przewodności.

SGP30 oraz SGPC3

Sensirion idzie o krok dalej – firma scala wiele bazujących na tlenkach metali sensorów z układami elektronicznymi, tworząc łatwe w eksploatacji, skalibrowane czujniki do zastosowań wewnątrz budynków. SGP30 wylicza ekwiwalent CO2 na podstawie zmierzonego stężenia H2 oraz mierzy stężenie lotnych związków organicznych. SGPC3 mierzy wyłącznie stężenie lotnych związków organicznych. Obydwa czujniki przesyłają zmierzone wartości poprzez interfejs I2C.

W tabeli poniżej przedstawiono najistotniejsze cechy urządzeń.

Więcej informacji o czujnikach SGP30 oraz SGPC3 znaleźć można w artykułach SGP 30 – Przełomowy czujnik półprzewodnikowy z tlenkiem metalu oraz Czujnik jakości powietrza gwarantujący pobór mocy o wartości zaledwie 65µA

Zestawy ewaluacyjne

Potrzebne będą mostek SEK SensorBridge oraz czujniki SEK-SGP30 (SGPC3).

Czujnik CO2 - SCD30 Informacje podstawowe

Bazujący na technologii NDIR (niedyspersyjnej absorpcji podczerwieni) czujnik wykorzystuje fakt, że molekuły CO2 absorbują promieniowanie podczerwone o określonej długości fali. W przypadku długości fali wynoszącej ok. 4,2 μm, absorpcja przez cząsteczki CO2 jest maksymalna, przy minimalnym poziomie absorpcji przez inne gazy obecne w powietrzu.

Warto wiedzieć

Kanał referencyjny kompensuje dryfty gdy kanały podlegają takiemu samemu oddziaływaniu (np. natężenia strumienia świetlnego). Zasada podwójnego kanału nie gwarantuje precyzji po montażu. W celu jej przywrócenia po montażu należy dokonać kalibracji na obiekcie.

Zestawy ewaluacyjne

Potrzebne będą mostek SEK SensorBridge oraz czujnik SEK-SCD30.

Pyły zawieszone - SPS30 Informacje podstawowe

Czujniki mierzą liczbę, rozmiar i stężenie cząstek, wykorzystując w tym celu własności rozproszenia światła. Podstawowe elementy składowe czujnika to: źródło światła skierowanego na cząstki, detektor do pomiaru światła rozproszonego przez cząstki oraz obwody elektroniczne służące do przetwarzania i analizowania sygnałów wyjściowych z detektora.

Więcej informacji znaleźć można w artykule Technologiczny przełom w dziedzinie optycznych czujników cząstek stałych.

Warto wiedzieć

Czujnik SPS30 mierzy stężenie masowe pyłów zawieszonych należących do kategorii PM1,0, PM2,5, PM4 oraz PM10.

PM10 oznacza wszelkie cząsteczki o średnicy mniejszej niż 10 μm. Granica wykrywalności w przypadku SPS30 wynosi 0,3 μm, w związku z czym cząsteczki o średnicy od 0,3 do 10 μm klasyfikuje on jako PM10. Analogicznie: jako PM4 klasyfikowane są cząsteczki o średnicach od 0,3 do 4 μm itp.

Cząsteczki o mniejszej średnicy są stale obecne w atmosferze. Poniższy wykres oparty na pomiarach laboratoryjnych wykonanych dla ciężkiego aerozolu pokazuje, że występowanie cząstek o średnicach od 4 do 10 μm jest statystycznie ok. 300 razy rzadsze niż występowanie cząstek o średnicy od 0,5 do 1 μm, nawet w przypadku bardzo ciężkich aerozoli.

Kiedy zdasz sobie sprawę z faktu, iż zakresy wykrywalności nakładają się, a występowanie pyłów PM1 może być statystycznie 300 razy częstsze niż pyłów PM10, zrozumiesz dlaczego czujnik SPS30 wskazuje podobną koncentrację masową PM1,0, PM2,5, PM4 oraz PM10.

Czujniki różnicy ciśnień Informacje podstawowe

Czujniki wykorzystują mikrosensor kalorymetryczny bazujący na mikroukładzie elektromechanicznym (MEMS). Sensor składa się z dwóch czujników temperatury oraz małego elementu grzejnego. Różnica temperatur zmierzona przez czujniki skorelowana jest z masowym natężeniem przepływu nad układem.

Wartością wyjściową jest zawsze różnica ciśnień, a dla czujników zapewniana jest kompensacja temperatury gwarantująca właściwy pomiar masowego natężenia przepływu lub różnicy ciśnień.

Aby lepiej zrozumieć podstawowe zasady działania czujników, zalecamy zapoznać się z uwagami dotyczącymi zastosowań: Selection Guide Differential Pressure Sensors (Przewodnik ułatwiający dobór odpowiedniego czujnika różnicy ciśnień) oraz Whitepaper Differential Pressure Sensors Efficient Gas Flow Measurements in Bypass (Biała księga; Czujniki różnicy ciśnień; Skuteczny pomiar przepływu gazu w obejściu).

Porównanie czujników przedstawiono w tabeli poniżej.

Co jeszcze warto wiedzieć Korzyści wynikające z termicznej zasady działania

Brak ruchomych części - czujniki są solidne i niezawodne
● Brak dryftu
● Brak uchybu
● Brak wrażliwości na pozycję
● Brak histerezy

Wysoka czułość w pobliżu zera

● Bardzo duży zakres dynamiczny
● Dokładność w pobliżu zera lepsza niż 0,04% pełnej skali

Pomiar przepływu gazu w obejściu

Najlepszą metodą pomiaru masowego natężenia przepływu w konfiguracji obejściowej jest zastosowanie skalibrowanego czujnika różnicy ciśnień z kompensacją temperatury dla masowego natężenia przepływu. Czujniki firmy Sensirion cechują się największą czułością w pobliżu zera, co pozwala zastosować ogranicznik przepływu powodujący jedynie niewielki spadek ciśnienia.

Jeśli posłużymy się analogią elektryczno-mechaniczną:

● masowe natężenie przepływu -> prąd elektryczny I
● ogranicznik przepływu nieznacznie zwiększa opór przepływu gazu -> opór elektryczny R
● w związku z czym I*R=V-> różnica ciśnień

Kanalik przepływowy wewnątrz czujnika jest wąski, dlatego charakteryzuje się dużym oporem. Ze względu na tolerancje stosowane w ramach procesów produkcyjnych, opór jest wysoce zmienny. Ogranicznik przepływu cechuje się małym oporem i bardzo małymi jego zmianami, ponieważ w trakcie produkcji tego urządzenia możliwe jest zachowanie bardzo wysokiego stopnia precyzji. Ponieważ czujnik mierzy różnicę ciśnień (napięcie), a R_s >> R_fr, nie ma konieczności dokonywania ponownej kalibracji systemu w przypadku wymiany czujnika.

Zestawy ewaluacyjne

Do oceny czujnika SDP31 potrzebny będzie zestaw EK-P4, zaś do oceny czujnika SDP810-500 Pa potrzebny będzie zestaw EK-P5 W obu przypadkach należy pobrać oprogramowanie przeglądarki.

Mierniki przepływu cieczy Informacje podstawowe

Czujniki wykorzystują mikrosensor kalorymetryczny bazujący na mikroukładzie elektromechanicznym (MEMS). Kanalik przepływowy wewnątrz czujnika pokryty jest materiałem obojętnym, wskutek czego ciecz nie wchodzi w bezpośredni kontakt z mikrosensorem.

Czujniki zaprojektowano do pomiarów przepływu cieczy w zakresie od μl/min do setek ml/min.

● Dzięki swojej solidnej obudowie mierniki przepływu cieczy SLx stanowią urządzenia pierwszego wyboru w przypadku wymagających środowisk przemysłowych, laboratoryjnych konfiguracji badawczych lub zastosowań autonomicznych. Wszystkie mierniki przepływu cieczy wyposażone są w te same złącza elektryczne i zostały zaprojektowane do współpracy z przewodami do czujników SCC1-USB, SCC1-RS485 oraz SCC1-Analog.
● Czujniki przepływu cieczy Lx idealnie nadają się do wbudowania w aparaturę, w urządzenie lub w system OEM, np. w przypadku zastosowań w diagnostyce lub naukach przyrodniczych.
● Czujniki serii LPG10 mają postać miniaturowego, planarnego układu szklanego nadającego się do zastosowań przewidujących niskie natężenie przepływu oraz ograniczoną ilość dostępnego miejsca. Znajdujące się u dołu otwory strumieniowe umożliwiają kompaktową integrację z mikrostrumieniowymi przewodami rozgałęźnymi.
● Czujniki serii LD20 zaprojektowano jako jednorazowego użytku komponenty do zastosowań biomedycznych.
● W przypadku SLF3x znacznie zoptymalizowano projekt mechaniczny, co zapewnia najlepszy możliwy stosunek wydajności do ceny. Czujnik maksymalizuje poziom bezpieczeństwa, stabilności oraz długotrwałej niezawodności w ogromnym zakresie zastosowań, w tym w diagnostyce, aparaturze analitycznej oraz w naukach przyrodniczych.

Możliwość precyzyjnego pomiaru niewielkiego przepływu cieczy sprawia, że czujniki te nadają się w szczególności do zastosowań takich jak:

● procesy dozowania w branży półprzewodników
● obróbka z minimalnym smarowaniem (MQL)
● przetwarzanie żywności
● podawanie i wlewy leków
● analiza krwi / sekwencjonowanie
● cytometria przepływowa
● sekwencjonowanie DNA

Porównanie czujników przedstawiono w tabeli poniżej.

Zestawy ewaluacyjne

Mierniki przepływu cieczy SLI, SLS, SLG lub SLQ można zamówić w ramach Zestawu mierników przepływu cieczy. Oprócz wybranego miernika przepływu cieczy zestaw zawiera wszystko, co potrzebne do przeprowadzenia pierwszych pomiarów w czasie od 10 do 15 minut.

Do czujników przepływu cieczy należących do serii LPG10, LD20 oraz SLF3x oferujemy specjalne zestawy ewaluacyjne zawierające dodatkowe akcesoria montażowe oraz służące do połączenia z komputerem typu PC.

Mierniki masowego natężenia przepływu gazów Informacje podstawowe

Podobnie jak inne czujniki przepływu, urządzenia tego typu również wykorzystują mikrosensor kalorymetryczny bazujący na MEMS.

Seria SFM3xzostała zaprojektowana do zastosowań w medycznych urządzeniach wentylacyjnych. Seria SFM4x to mierniki masowego natężenia przepływu do zastosowań ogólnych.

Porównanie czujników przedstawiono w tabeli poniżej.

Wszystkie opisane powyżej czujniki możemy dostarczyć na żądanie (na korzystnych warunkach) z naszego magazynu lub bezpośrednio od dostawcy.

Aby uzyskać dodatkowe informacje dotyczące produktów firmy Sensirion, należy wysłać wiadomość na adres sensirion@soselectronic.com.