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Preguntas y respuestas habituales sobre los sensores

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algunas preguntas sobre las chapas

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1. ¿Con qué frecuencia debe recalibrarse el sensor?
El intervalo entre la calibración inicial y la recalibración depende de múltiples factores, como la temperatura de funcionamiento del sensor, la humedad, las condiciones de presión, los tipos de gases a los que está expuesto y la duración de la exposición.

2. ¿Qué importancia tiene la diferencia de interferencia cruzada?
El grado de variación de la interferencia cruzada puede ser bastante considerable. Esto se evalúa basándose en pruebas de un número limitado de sensores, que miden las respuestas de los sensores a gases no objetivo en lugar de a los propios gases objetivo. Es importante señalar que, cuando cambian las condiciones ambientales, el rendimiento del sensor puede variar, y los valores de interferencia cruzada pueden variar hasta un 50% entre distintos lotes de sensores. Por lo tanto, en aplicaciones prácticas, estas variables deben tenerse plenamente en cuenta para la precisión y fiabilidad del sensor.
3. ¿El uso de una bomba delante del sensor acelera la reacción?
El uso de una bomba no acelera la velocidad de reacción propia del sensor, pero puede extraer rápida y eficazmente muestras de gas a través del sensor desde lugares inaccesibles. Esto permite que la bomba influya en el tiempo de respuesta global del dispositivo.
4. ¿Se puede añadir una película o un filtro delante del sensor?
Se puede colocar una película o un filtro delante del sensor para protegerlo, pero hay que asegurarse de que no se cree ningún "espacio muerto", lo que podría prolongar el tiempo de respuesta del sensor.
5. ¿Qué factores deben tenerse en cuenta a la hora de diseñar un sistema de muestreo adecuado?
Al diseñar un sistema de muestreo, es fundamental utilizar materiales que impidan la adsorción de gases en las superficies del sistema. Los mejores materiales son los polímeros, PTFE, TFE y FEP. La concentración de gas puede provocar la condensación de humedad, que puede bloquear el sensor o provocar un desbordamiento, por lo que deben utilizarse deshidratadores adecuados, como tubos de Nafion para eliminar la humedad en la fase de condensación. En el caso de gases a alta temperatura, el gas de muestreo debe enfriarse para cumplir los requisitos de temperatura del sensor, y deben utilizarse filtros adecuados para eliminar las partículas. Además, pueden instalarse filtros químicos axiales en el sistema de muestreo para eliminar las interferencias cruzadas de los gases.

6. ¿Qué ocurre si la temperatura del propio gas es diferente de la del sensor?
La propia temperatura del sensor determina su corriente mínima de visualización, y la temperatura de la muestra de gas medida tiene cierta influencia en ello. La velocidad a la que las moléculas de gas entran en el electrodo sensor a través de los poros determina la señal del sensor. Si la temperatura del gas que se difunde a través de los poros difiere de la temperatura del gas en el interior del sensor, puede afectar en cierta medida a la sensibilidad del sensor. Pueden producirse ligeras desviaciones o cambios momentáneos de corriente antes de que el dispositivo esté completamente configurado.
7. ¿Se puede exponer el sensor continuamente al gas objetivo?
Los sensores de oxígeno pueden controlar continuamente concentraciones de oxígeno dentro de un rango de 0-30% en volumen o presiones parciales dentro de un rango de 0-100% en volumen. Los sensores de gases tóxicos se utilizan normalmente para la monitorización intermitente de gases objetivo y no son adecuados para la monitorización continua, especialmente en entornos con altas concentraciones, alta humedad o altas temperaturas. Para lograr una monitorización continua, a veces se utiliza un método de ciclado de dos (o incluso tres) sensores, permitiendo que cada sensor esté expuesto al gas durante un máximo de la mitad del tiempo y se recupere en aire fresco durante la otra mitad.
8. ¿Qué materiales se utilizan para la carcasa del sensor?
Utilizamos diferentes materiales plásticos teniendo en cuenta la compatibilidad con el sistema de electrodos interno y los requisitos de durabilidad de la aplicación. Entre los materiales más utilizados se encuentran el ABS, la fibra de policarbonato o el polipropileno. Encontrará información más detallada en la ficha técnica de cada sensor.
9. ¿Es seguro el interior del sensor?
Aunque no existe ningún certificado que demuestre su seguridad intrínseca, el producto puede cumplir de forma estable los requisitos de seguridad interna.
10. ¿Cómo se prueba el circuito?
Los sensores de tres y cuatro electrodos pueden utilizarse en un circuito especial denominado potenciostato. La finalidad de este circuito es controlar el potencial del electrodo sensor (y auxiliar) en relación con el contraelectrodo, amplificando al mismo tiempo la corriente que fluye hacia dentro o hacia fuera. El circuito puede probarse utilizando el siguiente método sencillo:
- Retire el sensor.
- Conecte el terminal del contador a su terminal correspondiente con el circuito.
- Mida el potencial del terminal de detección (y auxiliar). Para un sensor no polarizado, el resultado de la prueba debe ser 0 (±1mV), que equivale a la tensión de offset recomendada para un sensor polarizado.
- Conecte el terminal de detección (o auxiliar) con el circuito para obtener la tensión de salida.
Los pasos anteriores pueden confirmar que el circuito funciona normalmente en la mayoría de los casos. Después de sustituir y volver a fijar el sensor, la tensión entre los terminales de detección y referencia de un sensor no polarizado debe seguir siendo cero, o equivalente a la tensión de offset recomendada para un sensor polarizado.
En la mayoría de los casos, los pasos anteriores pueden confirmar que el circuito funciona con normalidad. Después de sustituir y volver a fijar el sensor, la tensión entre los electrodos de detección y referencia de un sensor no polarizado debe ser cercana a cero, o equivalente a la tensión de offset recomendada de un sensor polarizado.
En general, los sensores no pueden limpiarse en un sistema de limpieza típico sin causar daños irreversibles o afectar a su rendimiento de supervisión. La presión y la temperatura elevadas dañarán su sellado, y los productos químicos activos, como el óxido de etileno y el peróxido de hidrógeno, pueden destruir el electrocatalizador.
11. ¿Qué ocurre si expongo el sensor a temperaturas fuera de las especificadas en las instrucciones de funcionamiento?
Desde el punto de vista del mecanismo, las bajas temperaturas no suelen ser un problema importante. El electrolito líquido de todos los sensores (excepto los sensores de oxígeno) no se congela hasta que la temperatura desciende a unos -70 °C. Sin embargo, la exposición prolongada a temperaturas excesivamente bajas puede afectar a la fijación de la carcasa de plástico en el soporte.
En el caso de los sensores de oxígeno, aunque su alto contenido en sal hace que no se dañen inmediatamente, el electrolito del sensor de oxígeno se congela a una temperatura aproximada de -25 a -30°C, lo que puede acabar provocando el fallo del sensor.
Las temperaturas que superen el límite superior ejercerán presión sobre la junta del sensor, lo que acabará provocando una fuga del electrolito. Los plásticos utilizados para fabricar la mayoría de los modelos de sensores se reblandecen cuando la temperatura supera los 70°C, provocando rápidamente el fallo del sensor.
12. ¿Qué ocurre si expongo el sensor a presiones fuera de las especificadas en las instrucciones de funcionamiento?
Todos los sensores utilizan sistemas de sellado similares, en los que las propiedades hidrófobas de los materiales de PTFE impiden que el líquido salga del sensor (incluso con orificios de ventilación). Si la presión aplicada a la entrada del sensor aumenta o disminuye repentinamente más allá de los límites internos permitidos, la membrana y la junta del sensor pueden deformarse, provocando fugas. Si la presión cambia con suficiente lentitud, el sensor puede funcionar por encima de la tolerancia de presión, pero consulte al servicio técnico para que le asesore.
13. ¿Cuáles son las condiciones ideales para almacenar los sensores?
Por lo general, los sensores almacenados en su embalaje original no se deterioran significativamente, incluso más allá de su vida útil. Para el almacenamiento a largo plazo, se recomienda evitar los ambientes calurosos, como las ventanas expuestas a la luz solar directa.
Si los sensores se sacan de su embalaje original, guárdelos en un lugar limpio y evite el contacto con disolventes o humos fuertes, ya que el humo puede ser absorbido por los electrodos y provocar problemas de funcionamiento. Las sondas Lambda son una excepción: una vez instaladas, empiezan a consumirse. Por lo tanto, se transportan o almacenan en paquetes sellados con niveles de oxígeno reducidos durante la descarga.
14. ¿Cuáles son los requisitos energéticos de los sensores?
Los sensores de dos electrodos, como los sensores de oxígeno y los sensores de monóxido de carbono de dos electrodos, generan señales eléctricas a través de reacciones químicas y no necesitan una fuente de alimentación externa. Sin embargo, los sensores de tres y cuatro electrodos deben utilizar un circuito potenciostático y, por lo tanto, necesitan una fuente de alimentación. De hecho, el sensor en sí no necesita alimentación porque produce directamente corriente de salida a través de la oxidación o reducción del gas objetivo, pero el amplificador del circuito consume algo de corriente, aunque ésta puede reducirse a niveles muy bajos si es necesario.
15. ¿Cuánto duran los filtros incorporados?
Algunos sensores tienen filtros químicos incorporados para eliminar gases específicos y reducir las señales de interferencia cruzada. Como el filtro se coloca detrás de la rejilla de difusión, y la entrada de gas a través de la rejilla es mucho menos probable que a través del canal de gas principal, pequeñas cantidades de medios químicos pueden durar mucho tiempo.
En general, el filtro y el sensor tienen una vida útil esperada comparable para la aplicación requerida, pero en condiciones duras (por ejemplo, control de emisiones), esto puede ser un reto. Para tales aplicaciones, recomendamos sensores con filtros incorporados reemplazables, como los sensores de la serie 5.
En el caso de algunos contaminantes, el filtro no los elimina mediante reacciones químicas, sino por adsorción, por lo que es fácil que el filtro se vea desbordado por altas concentraciones: los vapores orgánicos son un ejemplo típico.
16. ¿Qué ocurre si se supera la carga máxima especificada?
La "carga máxima" se refiere específicamente a si el sensor puede mantener una respuesta lineal y recuperarse rápidamente después de estar expuesto al gas objetivo durante más de 10 minutos. A medida que aumenta la carga, el sensor mostrará gradualmente respuestas no lineales y requerirá tiempos de recuperación más largos, ya que el electrodo sensor no puede consumir todo el gas difundido.
Con el aumento de la carga, el gas se acumula en el interior del sensor y se difunde en los espacios internos, reaccionando potencialmente con el contraelectrodo y alterando el potencial. En este caso, el sensor puede tardar mucho tiempo (días) en recuperarse incluso cuando se coloca en aire limpio.
Otra función del diseño del circuito es garantizar que el sensor se recupere lo antes posible de cargas elevadas, ya que el amplificador del circuito no provoca saturación de corriente o tensión durante la generación de la señal. Si el amplificador limita la corriente en el sensor, esto restringirá la velocidad a la que el electrodo sensor consume gas, provocando inmediatamente la acumulación de gas en el interior del sensor y los cambios de potencial descritos anteriormente.
Por último, seleccione una resistencia conectada al electrodo de detección para garantizar que, incluso con caídas repentinas de tensión en la concentración de gas más alta previsible, el cambio no supere unos pocos milivoltios. Permitir caídas de tensión mayores a través de la resistencia podría provocar cambios similares en el electrodo sensor, lo que requeriría un tiempo de recuperación una vez eliminado el gas.

17. ¿Cuánto oxígeno se necesita para que el sensor funcione correctamente?
Los sensores que generan salida oxidando el gas objetivo (por ejemplo, los sensores de monóxido de carbono) requieren oxígeno en el contraelectrodo para equilibrar el oxígeno consumido por la reacción de oxidación. Normalmente, se necesita un máximo de varios miles de ppm de oxígeno, que es proporcionado por el oxígeno del gas de muestra. Incluso si el gas de muestra no contiene oxígeno, el sensor tiene suficiente suministro interno de oxígeno para periodos cortos.
En la mayoría de los sensores, el contraelectrodo también necesita una pequeña cantidad de oxígeno. Si el sensor funciona continuamente en un entorno sin oxígeno, acabará produciendo lecturas erróneas.
18. ¿Por qué la lectura del sensor es inferior a la especificada?
Hay muchas razones para que se produzcan discrepancias en las mediciones de los clientes, por lo que es crucial diseñar los equipos basándose en el rango de calibración permitido del sensor y en la disminución natural de la capacidad de salida a lo largo de su vida útil. Algunas de las causas que hemos identificado son

Using caudales diferentes
Placing rejillas de difusión adicionales (por ejemplo, supresores de llama o membranas de PTFE) delante del sensor, especialmente si hay un gran espacio muerto entre la rejilla y el sensor
 gases "pegajosos" con tubos absorbentes o calibradores de latón (por ejemplo, botellas de gas contaminadas por cloro; botellas de nitrógeno degradadas por la entrada de oxígeno)
Using botellas fuera de la presión mínima recomendada por el fabricante
Using botellas de "aire" con mezclas diluidas
Failing amortiguar adecuadamente las fluctuaciones de presión en el sistema de muestreo
The diseño del dispositivo de prueba que afecta significativamente a la señal de medición de los sensores de gases combustibles
19. ¿Cómo conectar el sensor?
Normalmente, los sensores se conectan a los equipos mediante conectores PCB. Algunos sensores utilizan conexiones alternativas (por ejemplo, puertos de datos o conectores específicos); consulte las fichas técnicas de los productos correspondientes para obtener más información.
En el caso de los sensores conectados mediante conectores PCB, no suelde directamente el conector PCB al equipo. La soldadura directa puede causar daños en la carcasa del producto y daños internos invisibles.
20. ¿Se dispone de datos de temperatura?
Los datos de temperatura están disponibles para la mayoría de los productos y se especifican en la ficha técnica de cada producto.
21. ¿Cuál es la vida útil recomendada?
La vida útil máxima recomendada para los sensores es de seis meses. Durante este periodo, los sensores deben almacenarse en un recipiente limpio y seco a una temperatura comprendida entre 0 °C y 20 °C, y no en entornos con disolventes orgánicos o líquidos inflamables. En estas condiciones, los sensores pueden almacenarse hasta seis meses sin que se reduzca su vida útil prevista.
22. ¿Por qué se exige un caudal mínimo?
El requisito de caudal mínimo para los sensores viene determinado en gran medida por los principios de diseño, las características del medio, la precisión de la medición y las necesidades prácticas de la aplicación. A la hora de seleccionar y utilizar los sensores, los usuarios deben elegir los tipos de sensor y los rangos de caudal adecuados en función de los escenarios de aplicación y los requisitos de medición específicos.
23. ¿Cuáles son las causas de los fallos de los sensores?
Los sensores electroquímicos pueden utilizarse en diversos entornos, incluidas algunas condiciones adversas, pero deben mantenerse alejados de la exposición a altas concentraciones de vapores de disolventes durante el almacenamiento, la instalación y el funcionamiento.
Se sabe que el formaldehído inutiliza los sensores de óxido nítrico en un breve periodo de tiempo, mientras que otros disolventes pueden provocar líneas de base erróneamente altas. Cuando utilice sensores de placa de circuito impreso (PCB), instale otros componentes con moderación antes de montar el sensor. No utilice pegamento ni opere cerca de sensores electroquímicos, ya que estos disolventes pueden provocar grietas en el plástico.
Sensores de microesferas catalíticas
Ciertas sustancias pueden envenenar los sensores de microesferas catalíticas y deben mantenerse alejadas del sensor. El mecanismo de fallo puede implicar:
Toxicity: Algunos compuestos se descomponen en el catalizador y forman una barrera estable en su superficie. La exposición prolongada provoca una pérdida irreversible de la sensibilidad del sensor. Las sustancias más comunes son el plomo, los sulfuros, el silicio y los fosfatos.
Inhibición de la reacción
Otros compuestos, en particular el sulfuro de hidrógeno y los hidrocarburos halogenados, pueden ser absorbidos por el catalizador o formar nuevos compuestos al ser absorbidos. Esta absorción es tan fuerte que bloquea los sitios de reacción, provocando la inhibición de las reacciones normales. Sin embargo, esta pérdida de sensibilidad es temporal: la sensibilidad se recuperará después de que el sensor funcione en aire limpio durante un tiempo.
La mayoría de los compuestos entran más o menos en una de las categorías anteriores. Si alguno de estos compuestos puede estar presente en aplicaciones prácticas, el sensor no debe exponerse a compuestos a los que no sea resistente.