LARK-1 i-C4H8紅外VOC傳感器
VOC是可揮發有機物的簡稱，是現在環保行業重點監測的對象。之所以要重點監測它，是因為VOC、CO、NO、NO2在光照的條件下，經過一連串的化學和光化學反應后會生成臭氧O3。雖然低濃度的O3(<0.1ppm)對人體沒有多大傷害，但污染特別嚴重的地區，紫外光照度也比較大的地區或時間段，白天O3的濃度會達到好幾百ppb(1ppb為0.001ppm)，這就是人們的呼吸道疾病多發的主要原因之一。
一般地，VOC傳感器的標定物是用異丁烯(i-C4H8)，之所以選定它，是因為：1. 異丁烯低毒；2. 分子含4個碳原子，碳鏈不長也不短，具有VOC代表性。3. PID比較容易電離i-C4H8。
很多朋友可能會問，VOC的檢測，環保部門不是規定使用火焰離子化的探測器(FID)嗎？比較小型的傳感器還有紫外光離子化探測器(PID)，非色散紅外(NDIR)原理的VOC傳感器LARK-1 i-C4H8有什么存在的必要性呢？有必要。
我將以上3種技術進行了比較，綜合在下面的表格中，供各位看官查閱。
表1 FID、PID、NDIR三種技術檢測VOC的對比
通過上面的比較我們發現，當用戶需要監測比較高濃度的VOC，并且對成本和壽命要求比較高的應用場合，NDIR技術的LARK-1 i-C4H8是最合適的選擇。
1. LARK-1 i-C4H8的基本性能
上圖是LARK-1 i-C4H8通入N2和100ppm i-C4H8的曲線。通過這根曲線我們可以知道：
1. 其響應時間T90和恢復時間RT90都在5秒鐘之內；
2. 分辨率在5ppm之內；
3. 在低濃度的時候，檢測精度可以達到±10ppm。也就是說，在線測量汽車廠噴涂車間、家電廠噴涂車間等高濃度VOC環境的時候，LARK-1 i-C4H8是非常適合的。
上圖是LARK-1 i-C4H8測量N2和1000ppm i-C4H8時候的曲線。
上圖是LARK-1 i-C4H8測量N2和5000ppm i-C4H8時候的曲線。
2. 線性
上圖中，是LARK-1 i-C4H8依次通入0 - 1000ppm被測氣體時的測量曲線，通氣濃度分別為：0à 250ppmà 500ppmà 750ppmà 1000ppm，最大誤差為19ppm。如果將零點負漂修正，會將整體的讀數向上抬高13ppm，誤差就能控制在10ppm之內了。
將0 – 1000ppm的測量均值做一根線性直線的話，其線性判決系數R^2為0.999956。
上圖中，是LARK-1 i-C4H8依次通入0 - 10000ppm被測氣體時的測量曲線，通氣濃度分別為：0à 1500ppmà 3000ppmà 4500ppmà 6000ppmà 7500ppmà 9000ppmà 10000ppm，最大誤差發生在10000ppm處，誤差為90ppm，相對誤差為-0.9%rel。
將0 – 10000ppm的測量均值做一根直線的話，其線性判決系數R^2為0.999943。
3. 重現性
上圖是依次通入6次N2和500ppm i-C4H8的曲線，可以看出，其讀數的重現性的標準差可以控制在5ppm之內，最大一次的讀數誤差發生在2100秒左右的-8ppm。
4. 長時間通氣實驗
上圖是通入1000ppm i-C4H8 1小時的曲線。在1小時中，讀數非常穩定，最大讀數為989ppm，最小的讀數為982ppm。
5. 高低溫試驗
上圖中，是LARK-1放在高低溫箱中，溫度變化的次序是20℃à 0℃à -20℃à 0℃à 20℃à 40℃à 50℃ à 40℃à 20℃。每一個溫度下，待溫度平衡之后，通入N2和1000ppm i-C4H8所測得的數據。從該圖中我們可以得知，在高溫和低溫的情況下，傳感器的讀數會發生負漂。但是如果用戶的儀器中如果能夠做好負讀數的補償，所得到的讀數也會是相當準的。例如-20℃的時候，經過負讀數補償所得到的1000ppm讀數將是：674 – (-349) = 1023ppm。該補償算法是比較高端的算法，還需要結構設計的配合。如果您對此算法感興趣，可以來電單獨溝通。
6. 濕度試驗
注：圖中所列出來的水蒸氣的濃度單位不是%RH。0.45%vol、1.15%vol、1.83%vol的水蒸氣換算成ppm，對應的是4500ppm、11500ppm和18300ppm水蒸氣。
上圖是在20℃的時候，通入不同濕度的N2和i-C4H8時候的讀數。通過該圖，我們可以得到如下一些結論：
1. 在溫度不變，濕度增大的條件下，傳感器的讀數會比氣體濃度真值偏大，濕度越高，偏大越多，而且基本呈線性增大。
2. 在用氣袋配氣做濕度實驗的時候，我們發現，氣袋本身是有VOC揮發的，濃度因不同的氣袋品牌和型號而不同。有興趣的朋友，可以來電話溝通細節。
3. 在每次通完帶濕度的氣體之后，LARK-1 i-C4H8的讀數都會回復到最初的讀數附近。誤差基本上可以控制在10ppm。
注：2%vol、6%vol、10%vol的水蒸氣對應的ppm濃度值分辨是20000ppm、60000ppm和100000ppm。
上圖是在50℃的時候，通入不同濕度的N2和i-C4H8時候的讀數。該圖所得到的結論，跟20℃的時候所得的結論是類似的。
在零度以下的濕度實驗我們就忽略不做了，因為水在零度以下絕大多數都已經凝結成了冰，只有極少量的氣態水存在。舉個例子，在-20℃的溫度下，100%RH所對應的絕對濕度也只有0.88g/M^3，折合成相對濃度僅為1173ppm。
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