Senzory Sensirion spolehlivě měří všechny důležité environmentální parametry, jako jsou relativní vlhkost, teplota, koncentrace CO2, VOC a aerosolových částic. Kromě environmentálních senzorů se Sensirion věnuje vývoji a výrobě senzorů pro měření hmotnostního průtoku plynů a průtoku kapalin.

Senzory pro měření vlastností prostředí Senzory relativní vlhkosti a teploty
Relativní vlhkost

Princip činnosti

Snímače jsou založeny na měření kapacity mezi elektrodami umístěnými v porézní polymerní membráně. Vodní páry pronikají do membrány a mění kapacitu mezi elektrodami.

Porovnání senzorů najdete v následující tabulce.

Za zmínku stojí

Senzory STSx
Senzor teploty STS21 má stejné parametry jako SHT21 ale nižší průměrnou spotřebu 20uA, protože T_meas=66ms namísto T_meas+RH_meas=66ms+22ms pro SHT21. STS3x mají stejné parametry jako SHT3x, ale měří pouze teplotu.

Životní cyklus senzorů
Senzory SHT1x se již nevyrábějí, proto použijte generaci SHT3x. Migrace vyžaduje redesign DPS kvůli odlišnému pouzdru a změny v SW, protože SHT3x používají rozhraní I2C namísto S-bus.

Výroba senzorů SHT7x byla rovněž ukončena, použijte prosím SHT85. Migrace vyžaduje změny v SW, protože SHT85 používá rozhraní I2C.

SHT2x a SHTC1 jsou sériově vyráběné, není v plánu ukončení jejich výroby, ovšem pro nové projekty doporučujeme použít verze SHT3x a SHTC3.

SHTW1 se už také nevyrábí, použijte prosím senzor SHTW2, který má odlišné pouzdro, takže je potřebný redesign DPS.

Provoz z baterie
Lithiová (Lithium-thionyl Chloride) baterie má nominální napětí 3V (3.6V). Baterie je plně vybitá, když napětí klesne na 2V (cut-offvoltage). Všechny RH&T a T senzory mají malou spotřebu a mohou být napájeny z baterie, ale:

● SHT3X pracují v rozsahu 2.15 až 5.5V – nedokáží využít plnou kapacitu baterie
● SHTC1, SHTW2 pracují v rozsahu 1.62 až 1.98V – potřebují stabilizátor napětí a konvertor úrovní pro I2C
● SHTC3 pracuje v rozsahu 1.62 až 3.6V – pokrývá celý rozsah napětí baterie

Testovací kity Sensirion nabízí modulární testovací kity, sestávající z SEK SensorBridge, SEK-SHT31 (SHT35, SHTC3, SHTW2)- senzory a volně dostupného SW pro vizualizaci naměřených dat ControlCenter.

Senzory CO2_eq a VOC z oxidu kovů

Princip činnosti

Senzor obsahuje snímací element vyrobený z oxidu kovů (MOX), který je polovodič typu n, snímacích elektrod a ohřívače. Nejčastěji používaným MOX je v současnosti SnO2. Snímací prvek se zahřívá na optimální teplotu pro detekci cílového plynu. Typická teplota je v rozsahu 200 až 400°C.

Kyslík z atmosféry se adsorbuje na snímacím elementu, váže jeho elektrony a vede tak k tvorbě ochuzené vrstvy. Pokud jsou v okolní atmosféře přítomny i molekuly oxidačních nebo redukčních plynů, mohou reagovat s adsorbovanými ionty kyslíku a dříve vázané elektrony jsou opět dostupné jako nosiče náboje ve snímacím elementu. Toto vede ke snížení energetické bariéry v pásovém modelu polovodiče, což se projeví zvýšením vodivosti.

SGP30 a SGPC3

Sensirion zašel ještě o krok dále – integroval několik MOX snímacích elementů spolu s elektronikou do snadno použitelných kalibrovaných senzorů pro použití v interiéru. SGP30 vypočítává ekvivalentní koncentraci CO2_eq z naměřené koncentrace H2 a měří koncentraci VOC. SGPC3 měří pouze koncentraci VOC. Oba senzory poskytují naměřené hodnoty přes rozhraní I2C.

Nejdůležitější vlastnosti shrnuje následující tabulka.

Více informací vám poskytnou články SGP 30 – polovodičový senzor, který mění pravidla hry  a Senzor těkavých látek s odběrem pouze 65 mikroampér

Testovací kity

Budete potřebovat SEK SensorBridge a SEK-SGP30 (SGPC3)-senzor.

Senzor CO2 - SCD30

Princip činnosti

NDIR (Non Dispersive Infra-Red) senzory využívají fakt, že molekuly CO2 absorbují záření určité vlnové délky. Vlnová délka okolo 4,2 um je maximálně absorbována CO2 a minimálně absorbována ostatními plyny v ovzduší.

Stojí za zmínku

Referenční kanál kompenzuje drift, pokud jsou kanály ovlivněny stejným způsobem (např. intenzita světla). Dvoukanálový princip nedokáže zaručit přesnost po montáži, proto proveďte kalibraci, aby se obnovila přesnost.

Testovací kity

Budete potřebovat SEK SensorBridge a SEK-SCD30-senzor.

Senzor aerosolových částic SPS30

Princip činnosti

Senzory využívají vlastnosti světla rozptýleného na částici k měření počtu, velikosti a koncentrace částic. Základní komponenty jsou: zdroj světla namířený na částice, detektor měřící světlo rozptýlené částicí a elektronické obvody, které zpracovávají a analyzují výstup z detektoru.

Více informací vám poskytne článek Technologický průlom v optických PM senzorech.

Stojí za zmínku

SPS30 měří hmotnostní koncentraci aerosolových částic PM1.0, PM2.5, PM4 a PM10.

PM10 znamená všechny částice menší než 10um. SPS30 má detekční limit 0,3um, klasifikuje tedy jako PM10 částice v rozsahu 0,3 až 10um. Podobně jako PM4 jsou klasifikovány částice v rozsahu 0,3 až 4um.

V atmosféře je vždy více malých částic. Následující graf získaný z laboratorního měření s koncentrovaným aerosolem ukazuje, že statistický výskyt částic v rozsahu 4 až 10um je přibližně 300 krát nižší než výskyt částic z rozsahu 0,5 až 1um, dokonce i pro velmi koncentrované aerosoly.

Pokud si uvědomíte, že se rozsahy detekce překrývají a statistický výskyt částic PM1 může být 300 krát vyšší než PM10, porozumíte tomu, proč SPS30 poskytuje podobné hmotnostní koncentrace pro PM1.0, PM2.5, PM4 a PM10. 

Senzory rozdílu tlaků Princip činnosti

Senzor rozdílu tlaků používá MEMS kalorimetrický mikrosenzor. Snímací element se skládá ze dvou snímačů teploty a malého vyhřívacího elementu. Rozdíl teplot naměřený senzory koresponduje s hmotnostním průtokem protékajícím čipem.

Výstupní hodnota je vždy rozdíl tlaků, senzory jsou teplotně kompenzovány pro hmotnostní průtok nebo rozdíl tlaků.

Přečtěte si prosím aplikační poznámku Selection Guide Differential Pressure Sensors a Whitepaper Differential Pressure Sensors Efficient Gas Flow Measurements in Bypass, které vám pomohou porozumět základním principům senzorů.

Porovnání senzorů najdete v následující tabulce.

Stojí za zmínku Výhody tepelného principu činnosti.

Nejsou zde žádné pohyblivé součástky - senzor je robustní a spolehlivý
● Žádný drift
● Žádný ofset
● Žádná citlivost na umístění
● Žádná hystereze

Vysoká citlivost v okolí nuly

● Velmi široký dynamický rozsah
● Přesnost lepší než 0.04% FS (Full Scale) v okolí nuly

Měření průtoku plynu v bypassu

Nejlepší způsob jak měřit hmotnostní průtok v bypass konfiguraci je použít senzor rozdílu tlaků s teplotní kalibrací pro hmotnostní průtok. Senzory Sensirion mají nejvyšší citlivost v okolí nuly, což umožňuje použít omezovač průtoku, který vytváří pouze malý úbytek tlaku.

Když využijeme elektromechanické analogie:
● Hmotnostní průtok -> elektrický proud I
● Omezovač proudění mírně zvyšuje odpor proudění plynu -> elektrický odpor R
● Potom tedy I*R=V-> rozdíl tlaků

Kanálek uvnitř senzoru je tenký a má tedy velký odpor. Kvůli výrobním tolerancím má odpor velký rozptyl. Omezovač proudění má malý odpor a velmi malý rozptyl odporu, protože může být vyroben velmi přesně. Jelikož senzor měří rozdíl tlaků (napětí) a R_s>>R_fr, není nutné kalibrovat systém při výměně senzoru.

Testovací kity

Budete potřebovat EK-P4 pro testování senzoru SDP31 a EK-P5 pro testování senzoru SDP810-500 Pa a viewer SW.

Průtokoměry pro kapaliny Princip činnosti

Průtokoměry používají MEMS kalorimetrický mikrosenzor. Kanálek uvnitř senzoru je pokryt inertním materiálem, takže kapalina se nedotýká přímo mikrosenzoru.

Senzory jsou navrženy pro měření průtoku kapalin v rozsahu ul/min do stovek ml/min.

● Průtokoměry SLx s robustním krytem jsou první volbou pro náročná průmyslová prostředí a testovací sestavy nebo samostatné aplikace. Všechny průtokoměry nabízejí stejný konektor a byly navrženy pro provoz s kabely SCC1-USB, SCC1-RS485 a SCC1-Analog.
● Průtokoměry Lx jsou ideální pro integraci do přístroje, zařízení nebo OEM systému, např. diagnostických nebo biologických aplikací
● Senzory řady LPG10 jsou vyrobeny z miniaturního planárního čipu na skle. Jsou vhodné pro aplikace s nízkým průtokem a omezeným prostorem pro zabudování. Díky svým fluidním portům umožňují kompaktní integraci do mikrofluidního rozvodu.
● Série LD20 byla navržena jako komponenta na jedno použití pro biomedicínské aplikace.
● SLF3x má radikálně optimalizovaný mechanický design, který poskytuje nejlepší poměr cena/výkon. Senzor maximalizuje bezpečnost, stabilitu a dlouhodobou spolehlivost pro širokou škálu aplikací, včetně oblasti diagnostiky, analytických přístrojů a biologických věd.

Schopnost přesně měřit malý průtok kapalin předurčuje tyto senzory pro aplikace jako:

● Procesy dávkování v polovodičovém průmyslu
● Obrábění s minimální spotřebou maziva (MQL)
● Zpracování potravin
● Dávkování léků a infuzí 
● Analýza krve / sekvenování
● Průtoková cytometrie
● DNA sekvenování

Porovnání senzorů najdete v následující tabulce.

Testovací kity

Průtokoměry SLI, SLS, SLG, nebo SLQ se dají objednat jako průtokoměrové kity. Kromě průtokoměru dle vašeho výběru obsahuje kit vše potřebné, aby umožnil zahájení měření do 10 až 15 minut.

Pro snímače průtoku LPG10, LD20 a SLF3x nabízíme testovací kity, které obsahují další příslušenství pro montáž a připojení k PC.

Hmotnostní průtokoměry pro plyny Princip činnosti

Podobně jako ostatní průtokové senzory, také používají MEMS kalorimetrický mikrosenzor.

Série SFM3x je navržena pro použití v lékařských dýchacích přístrojích. Série SFM4x jsou hmotnostní průtokoměry pro všeobecné použití.

Porovnání senzorů najdete v následující tabulce.

Všechny zmiňované senzory vám můžeme za výhodných podmínek dodat ihned z našeho skladu nebo na objednávku přímo od dodavatele.

Více informací o produktech Sensirion, vám rádi poskytneme na adrese sensirion@soselectronic.com.