在氦气环境下实现精准氧浓度监测是一项具有挑战性的技术任务。由于氦气(He)是一种极轻的气体(密度仅为空气的0.14倍),其存在会显著影响传统氧气
传感器的测量准确性:
一、传统氧传感器在氦气环境中的局限性
传统的氧气传感器(如普通电化学传感器或氧化锆传感器)通常基于气体扩散原理或化学反应来测量氧气浓度。在氦气存在时:
气体扩散速率差异:氦气扩散速度快,可能导致传感器响应失真。
浓度稀释效应:氦气泄漏会稀释环境中的氧气,传统传感器可能无法准确区分“氧气被稀释”与“氧气被消耗”两种情况。
交叉干扰:部分传感器可能对氦气或其他轻气体产生非特异性响应。
二、分压传感器:氦气环境中的精准监测方案
GfG EC22 O 采用的分压传感器(Partial Pressure
Sensor)是解决这一问题的核心技术。其工作原理如下:
1. 分压测量原理
传感器直接测量氧气在混合气体中的分压(Partial Pressure),而非绝对浓度。
根据道尔顿分压定律,混合气体总压等于各组分气体分压之和。氧气分压与其摩尔分数成正比,不受其他惰性气体(如氦气)影响。
2. 技术优势
抗干扰性强:仅对氧气敏感,不响应氦气、氮气等非活性气体。
适应轻气体环境:即使氦气浓度变化,仍能准确反映氧气的实际安全状态(缺氧或富氧)。
响应快速:典型响应时间 t90≤5st 90≤5 s,适合突发泄漏监测。
三、EC22 O 的关键设计与功能
为实现氦气环境下的可靠监测,EC22 O 在硬件与系统层面进行了多项优化:
技术特性 说明
传感器寿命 长达5年,降低维护频率与总拥有成本
温度补偿 内置智能温补算法,避免环境温度变化引起的漂移
输出方式 支持4-20 mA / 0.2-1 mA 模拟信号与 RS-485(Modbus RTU)数字通信
防护等级 IP54,防尘防溅,适用于工业环境
人机交互 2.2英寸彩色背光显示屏 + 三按键操作,支持现场校准与状态查看
四、应用场景示例
半导体制造
氦气常用于腔体 purge 与冷却,EC22 O 可安装在工艺区域或抽气管道附近,实时监测氧浓度,防止缺氧风险。
实验室与研究设施
氦气用于气相色谱、核磁共振等设备,EC22 O 可部署在气瓶存储区或实验空间,保障人员安全。
氦气填充或回收系统
在气球充装、低温系统维护等场景中,监测可能积聚氦气的封闭或半封闭空间。
五、实施建议
布点策略:根据氦气密度低、易上升的特性,传感器应安装于潜在泄漏点的上方或天花板区域。
系统集成:通过4-20 mA 或 Modbus RTU 接入气体报警
控制器或工厂DCS系统,实现集中监控与联动报警。
定期校准:虽传感器寿命长,仍建议按标准流程定期使用标准气体进行零点与量程校准。
在氦气环境中实现精准氧浓度监测,关键在于采用分压传感器技术,直接测量氧分压而非依赖气体扩散或浓度比例。GfG EC22 O 为代表的产品通过专有传感器设计、智能补偿与工业级通讯接口,为氦气使用场景提供了可靠且经济的安全监测方案。