黛尔特发布MEMS原理SF6传感器

日期：2025-05-01 12:36

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摘要：黛尔特发布MEMS原理SF6传感器：当敏感元件吸附被测气体时，热导率发生变化，通过调理电路将热导系数变化转为电压变化，据此可检测气体中浓度或含量。利用各种气体不同的热导系数，即具有不同的热传导速率来进行测量的。当被测气体FS6以恒定的流速流入六氟化硫纯度传感器时，热导池内的铂热电阻丝的阻值会因被测气体SF6的浓度变化而变化，运用惠斯顿电桥将阻值信号转换成电信号，通过电路处理将信号放大、温度补偿、线性化，使其成为六氟化硫浓度测量值。

黛尔特发布MEMS原理SF6传感器

黛尔特公司2021年1月15日新闻稿

新闻关键词：SF6传感器 MEMS 热导原理六氟化硫传感器

由于SF6气体具有优良的灭弧性能和绝缘性能以及良好的化学稳定性，它从20世纪50年代末开始被用作高压断路器的灭弧介质。在超高压和特高压断路器中，SF6作为灭弧介质，已取代油，并已大量取代了压缩空气。在高压开关中，需要测试SF6纯度，保证SF6气体绝缘性。SF6纯度一般是90%~100%Vol.。目前SF6传感器测量方法主要有MEMS热导式和非分散红外（NDIR）方法。其中MEMS原理热导式SF6传感器测量原理是很准确、很可靠的方法。

一、MEMS原理六氟化硫SF6传感器概述

MEMS原理SF6传感器是传统经典的测量方式，近些年来由于非分散红外（NDIR）技术的进步，MEMS原理测量SF6气体浓度一度受到冷落和遗忘。但后来工程师发现非分散红外（NDIR）方法测量六氟化硫纯度有很大的缺陷，他们也逐步回到经典的热导率的方法上。

MEMS原理SF6传感器根据被测SF6气体和背景气体的热导率数不同来计算其中SF6气体组份的含量。当敏感元件吸附被测气体时，热导率发生变化，通过调理电路将热导系数变化转为电压变化，据此可检测气体中浓度或含量。利用各种气体不同的热导系数，即具有不同的热传导速率来进行测量的。当被测气体FS6以恒定的流速流入六氟化硫纯度传感器时，热导池内的铂热电阻丝的阻值会因被测气体SF6的浓度变化而变化，运用惠斯顿电桥将阻值信号转换成电信号，通过电路处理将信号放大、温度补偿、线性化，使其成为六氟化硫浓度测量值。MEMS原理SF6传感器具有精度高，重复好和波动性小受到市场应用广泛欢迎，目前也重新赢得工程师的信赖。

采用非分散红外（NDIR）原理的六氟化硫纯度传感器测量SF6浓度在95%以上时，由于信号趋于饱和，数值具有很大的波动性，同时重复差，无法满足高压开关内六氟化硫纯度高精度测试的要求。SF6-100热导式传感器是采用MEMS技术设计的一款SF6气体纯度传感器，通过直接测量气体热导率方式运行，内部没有加热灯丝，也不需要参考气。SF6-100传感器没有采用传统的大功率的恒温气室设计，而采用独特温度补偿的算法，可在-40℃~+85℃下保证测量准确度和重复性，且波动性很小。传感器同时功耗只有0.15W，是传统的热导原理传感器的1/20。SF6-100传感器同时对湿度进行修正，达到±1%FS测量精度。

SF6-100采用的专有的精密的电路设计，T90响应时间（@1000ml/分钟）非常快，只有3秒，达到读数稳定的时间T100为8秒，而传统的热导传感器需要120~150秒。SF6-100无需加热恒温的等待（至少30分钟加热时间），从开机到测量工作结束大约需要在2分钟内完成，极大地提高了测量效率。SF6-100的体积小、低功耗和重量轻（约150g）的特点，非常适合集成便携式SF6仪表内。

低功耗快速响应SF6传感器产品优点

无需加热恒温等待，即插即用
低功耗，约0.15W
快速响应，约3秒(T90，@1.0L/min.)。
外形尺寸小、重量轻(150g)
温度和湿度修正补偿
同时测量六氟化硫(SF6)浓度、相对湿度（RH）和温度三个参数
0.5~2.5VDC和5V TTL输出
-40~+85℃宽的工作温度范围
长达10+年的使用寿命
精度高，重复性好，波动小，适合纯度测量

低功耗快速响应SF6传感器T90和T100响应时间曲线：T90响应时间=3 S @1000 ml/min.; T100读数稳定时间=8 S @1000 ml/min.。

二、黛尔特MEMS原理六氟化硫SF6传感器参数

线性误差	±1%FS
响应时间(T₉₀)	＜20s(@500mL/min)
重复性（相对标准偏差）	＜1% FS
Min.检出限	<2% FS
分辨率	0.01%
长期稳定性（零点）	≤±1%FS/年
长期稳定性（量程）	≤±1%FS/年

三、黛尔特MEMS原理SF6传感器精度测试数据

1、SF6传感器示值误差(detection error)数据：

标准气体浓度值(%)	传感器示值(%)			平均值	示值误差
0	0.02	0.03	0.04	0.03	0.03
20	19.5	19.51	19.51	19.51	-0.49
49.8	49.8	49.84	49.86	49.83	0.03
79.6	79.52	79.46	79.5	79.49	-0.11
100	100.02	100.02	100.05	100.03	0.03
Max.允许误差：±1%（显示值）

2、SF6传感器重复性(repeatability)数据：

测次	1	2	3	4	5	6	平均值(%)	重复性(%)
测量值(79.6%SF₆)	79.53	79.5	79.46	79.51	79.52	79.5	79.50	0.03%

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