ปัญหาการอ่านค่าผิดเพี้ยนของเซนเซอร์ไนตรัสออกไซด์ที่คุณอาจไม่รู้
Zero drift of the NO sensor
เรื่องการอ่านค่าผิดเพี้ยนจากไนตรัสออกไซด์เซ็นเซอร์ (NO Sensor) หลายๆท่านที่กำลังอ่านบทความนี้อยู่คงจะเคยมีประสบการณ์มาบ้างแล้ว และหลายคนอาจเคยตั้งคำถามว่าทำไมเราไม่ใช้การชดเชยด้วยอิเล็กทรอนิกส์มาจัดการกับปัญหานี้ ก่อนอื่น ต้องขอทำความเข้าใจก่อนว่า การอ่านค่าผิดเพี้ยนที่เกิดขึ้นจากไนตรัสออกไซด์เซ็นเซอร์นั้น (NO Sensor) เกิดจาก zero drift ไม่ใช่ span drift เหมือนกับที่เราคุ้นเคยกันในเซ็นเซอร์ประเภทที่ใช้วัดอุณหภูมิ ซึ่งสามารถแก้ไขหรือชดเชยด้วยการทำ calibration ข้อมูลจากการค้นคว้าวิจัยใช้หลายๆชิ้น ยืนยันว่า อุณหภูมิในบรรยากาศที่สูงขึ้นจาก 70 องศาเป็น 150 องศาฟาเรนไฮน์ จะทำให้เกิดการถดถอย หรือการอ่านค่าที่ผิดเพี้ยนไปของไนตรัสออกไซด์เซ็นเซอร์ (NO Sensor) ถึง 100 ppm เลยทีเดียว ซึ่งการวัด NOx ในงาน emission ส่วนใหญ่ เราจะวัดกันอยู่ที่ประมาณ 50 ถึง 150 ppm ด้วย zero drift ที่มากขนาดนี้ สูงเกินกว่าที่จะยอมรับในการใช้งานปกติได้ zero drift ในไนตรัสออกไซด์เซ็นเซอร์ (NO Sensor) นั้น เกิดจากการทำปฏิกิริยาเคมีภายในเซ็นเซอร์ซึ่งแปรผันโดยตรงกับอุณหภูมิที่เปลี่ยนไป ผลการศึกษาค้นคว้าจากหลายๆแหล่ง ยังยืนยันด้วยว่า 2 ปัจจัยหลัก ที่ทำให้เกิด zero drift นั้นมาจาก อุณหภูมิที่ใช้งาน และ ระยะเวลาที่เซ็นเซอร์ได้รับแก๊สไนตรัสออกไซด์ (NO Gas) ดังนั้นเมื่อจะทำให้อิเล็กทรอนิกส์รับรู้ว่าเซ็นเซอร์ได้รับ แก๊ส ไนตรัสออกไซด์มาเป็นระยะเวลานานเท่าใดไม่สามารถทำได้ การจะใช้วิธีการชดเชยค่าที่ผิดเพี้ยนไปด้วยอิเล็กทรอนิกส์นั้นจึงไม่สามารถทำได้เช่นกันเพราะถ้าหากเราทำโดยไม่มีวิธีการวัดที่เที่ยงตรงแม่นยำ ก็จะยิ่งเพิ่มความผิดเพี้ยนของการวัดเข้าไปอีก การวัด NOx ในเครื่องรุ่น e500 ที่ทางบริษัท Tasatec จําหน่ายอยู่นั้น เราใช้วิธีการควบคุมอุณหภูมิที่ตัวเซนเซอร์ให้เหมาะสม เซนเซอร์ก็ทำงานได้ถูกต้องตลอดเวลาไม่ว่าสภาวะแวดล้อมจะเป็นอย่างไร สนใจศึกษาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ zero drift ได้ที่โทร 02 030 5852
Why can’t I use electronic temperature compensation to eliminate this drift?(Not to be confused with span drift as a function of temperature.) A number of studies have shown that with an increase in ambient temperature from 70 deg. F to 105 deg. F, the zero of the nitric oxide sensor has drift by as much as 100 PPM. This is unacceptable, particularly when many NOx measurement requirements are between 50 – 150 ppm.This drift has been observed for all electrochemical sensors, and is due to a combination of filter desorption and additional chemical reactions inside the sensor that take place as the temperature increases. These studies have confirmed that the zero drift depends on the interaction of two equally important factors: ambient temperature and the exposure history (i.e length of exposure and concentration) of the sensor to nitric oxide gas. Its own target gas.Since it is impossible to know or predict the entire history of exposure of an NO sensor to its own target gas with any precision, temperature compensation can not solve this problem, and may even add an additional factor of data uncertainty.Fortunately, the only effective remedy to this problem is both simple and elegant; to maintain the filter and sensor’s temperature to below 30 Degree Centigrade. This will insure the effects of these factors on zero drift is negligible.
