전기화학 O₃ 센서 – 작동 원리, 사양, 선택 및 통합(Winsen OEM 가이드)
1) 전기화학 오존 센서란 무엇인가요?
An 전기화학(EC) 오존 센서 촉매 전극에서 제어된 산화환원 반응을 통해 O₃ 농도를 미세 전류로 변환합니다. 전류는 오존 분압에 비례하므로 EC 센서는 고감도(ppb–ppm), 좋은 선형성, 저전력및 컴팩트 사이즈에 이상적입니다. 고정 송신기, 휴대용/웨어러블 모니터및 폐쇄 루프 제어.
일반적인 보고 단위: 부피 기준으로는 ppb 또는 ppm이고, 질량 기준으로는 µg/m³ 또는 mg/m³입니다.
25 °C, 1 atm에서 빠른 변환:
2) EC 오존 센서 작동 원리(간단하지만 정확한 용어로)
- 유통 : O₃는 가스 투과성 막을 통해 전기화학 셀로 확산됩니다.
- 전극 반응: 에서 작업 전극오존은 일반적으로 줄인 전해질과 촉매가 존재하는 상태에서 O₂로 변환.
- 요금 이체: 산화환원반응은 다음을 생성합니다. 마이크로암페어 수준의 전류 O₃ 농도에 비례합니다.
- 기준/상대 전극: 전위를 안정화하고 회로를 닫아 선형 응답을 유지합니다.
- 신호 조절: 저잡음 전자 장치는 마이크로암페어를 스케일링된 전압/디지털 출력과 온도 및 습도 보상.
왜 O₃ 대신 EC를 사용하나요?
- 실제 ppb-ppm 감도 광학 벤치나 UV 램프 없이
- 안정적인 기준선 및 선형 스팬 일반적인 IAQ/산업 범위
- 소형, 저전력 모듈 배터리 장치 및 다중 센서 플랫폼에 적합
3) Winsen Electrochemical O₃ 라인업(모듈 및 Raw Cell)
아래 모델은 다음과 같습니다. 전기 화학. 선택 모듈 가장 빠른 시장 출시를 위해 또는 원시 세포 아날로그 프런트엔드와 펌웨어가 이미 있는 경우.
3.1 EC 모듈(온보드 컨디셔닝 및 디지털 I/O 포함)
| 모델 | 측정 범위 | 분해능 | 출력/인터페이스 | 크기 및 전력 | 최고로 잘 맞는 |
|---|---|---|---|---|---|
| ZE25A-O3 | 0–2ppm | ２５ppm | UART(3.3~5V) | 미니, 저전력 | IAQ 노드, PPB급 디스플레이가 필요한 웨어러블 |
| ZE25-O3 | 0–10ppm | ２５ppm | UART + 아날로그(≈0.4–2.0V) | 컴팩트, 온도 보상 | 전압 채널이 필요한 BMS/PLC |
| ZE27-O3 | 0–10ppm | ２５ppm | UART(3V-TTL) | 초소형 발자국 | 밀폐된 공간, 개인/휴대용 안전 |
| ZE14-O3 | 0–100ppm | ２５ppm | UART(5V) | 견고하고 더 넓은 범위 | 소독 캐비닛/방, 치료 후 부패 |
| ZE03 + EC O₃ 셀 | 세포당 | 세포당 | UART + 아날로그 | 범용 모듈 플랫폼 | 다양한 독성 가스를 지원하는 계측기 |
공유 모듈 기능(일반): 온도/습도 보상, 공장 정렬, UART 프로토콜(프레이밍 + 체크섬), 간단한 4핀 또는 5핀 헤더 통합, 호스트 MCU를 통한 선택적 알람 매핑.
3.2 EC 원시 셀(기기 제작자용)
| 모델 | 명목 범위 옵션 | 일반적인 감도 | T90(일반) | 노트 |
|---|---|---|---|---|
| ME3-O3 | 0~10/20ppm(최대 50~100ppm) | ~1.0–1.2 µA/ppm | 120 초 이하 | 고정형/휴대형 분석기용 안정 셀 |
| ME2-O3 | 0–10/100ppm(최대 200ppm) | 모델에 따라 다름 | 120 초 이하 | 견고한 “연료 전지” 스타일; 다양한 범위 |
| ME2-O3-16×15 | 0~10/100ppm | 모델에 따라 다름 | 120 초 이하 | 컴팩트한 패키지, 간편한 보드 장착 |
원시 셀을 선택하는 경우: 당신이 필요합니다 전체 제어 아날로그 프런트 엔드(트랜스임피던스 증폭기, 필터링), 보상 알고리즘, 인증 경로 및 기계적 패키징.
4) 지정해야 할 성능(및 그 이유)
- 범위 및 해상도: 위험에 맞춰 조정합니다. IAQ 및 직원 안전을 위해 0~2ppm 또는 0~10ppm 결의안을 가지고 1–10ppb 일반적입니다. 소독 공정의 경우 0–100ppm 클리핑을 방지합니다.
- 정확도/선형성: 상태로 표시 ±(판독값의 % + 오프셋) 주어진 T/RH 창(예: 23 °C/50 %RH에서 ±(5 %rdg + 5 ppb))에서.
- 응답(T90/T10): EC 모듈은 일반적으로 90 초 이하 단계적 반응; 원시 세포 120 초 이하. 더 빠른 역학이 필요합니다 펌핑 샘플링 그리고 짧은 튜빙.
- 경향: 지정 월별 제로 및 스팬 드리프트 정상 조건에서는 그에 따라 유지관리 일정을 정합니다.
- 환경 창: 운영 -20…+50 °C 그리고 15~95%RH (비응축)이 일반적입니다. 정확한 봉투를 확인하세요.
- 전원 및 인터페이스: 모듈은 다음에서 실행됩니다. 3.3 ~ 5V 과 UART (때로는 아날로그). PLC의 경우 송신기를 선택하거나 추가하세요. 4–20mA 변환.
5) 교차 감도 및 간섭 제어
전기화학 O₃ 셀은 선택적그러나 산화성 가스는 다음을 방해할 수 있습니다.
- NO₂, Cl₂: 자주 긍정적 교차 반응 (과도한 보고).
- SO₂, H₂S: 더 높은 수준에서는 부정적/중독적 영향이 나타날 수 있습니다.
- 습도/온도 변화: 보상 없이 기준선과 민감도가 이동합니다.
완화 전략:
- 선택성 필터/스크러버 입구(Cl₂/NO₂용)에 있습니다.
- 듀얼 채널 보상 (O₃와 쌍을 이루십시오 NOXNUMX (모델링된 간섭을 뺍니다).
- 온보드 T/RH 보상, 소수성 막및 알고리즘적 평활화 (이동평균 + 상승률 게이트).
6) 기계 설계 및 재료
오존에 적합한 습윤 부품: PTFE, FEP, PFA, PVDF, 유리, 316L; 천연 고무와 표준 PVC는 피하세요.
샘플링 방법:
- 방송 → 가장 낮은 전력과 가장 간단한 구조(IAQ/안전 노드에 적합).
- 펌핑 → 더 빠른 응답, 더 긴 샘플 라인; 추가 미립자 필터 + 응축수 트랩.
배치 : 대표적인 공기 흐름은 O₃를 국부적으로 광분해할 수 있는 직사광선으로부터 멀리 떨어져 있습니다. 튀김과 먼지로부터 보호합니다.IP65~IP67 등급 하우징).
열 설계 : 결로 현상을 방지하고, 작은 통풍구/통기 공간과 물방울 루프를 마련하고, 가스가 발생하는 열원을 피하세요.
7) 전기 및 펌웨어 통합
- 아날로그 프런트엔드(원시 셀): 작은 소음 TIA(트랜스임피던스 증폭기), 가드 링, 낮은 누설 전류를 갖는 고값 피드백 저항기, RC 앤티 앨리어싱 필터링.
- 모듈 : 읽기 UART 프레임(농도 + 상태); ZE25-O3의 경우 맵 0.4 ~ 2.0V (선형적으로) 걸쳐 있다.
- 보상: 온도/습도 보정을 적용하고 저장합니다. 교정 상수 그리고 건강 플래그 (센서 수명, 제로 오프셋, 스팬 계수).
- 필터링 및 알람: 1~5초 이동 평균, 히스테리시스, 최소 정시 릴레이/팬용, 선택 사항 상승률 유출 사건의 트리거.
- 진단 : 배송조회 기준 소음, 회복 시간 노출 후, 그리고 근무 일수 예측 유지관리를 위해.
8) 교정, 범프 테스트 및 QA
- 제로: 오존으로 정화된 공기(활성탄, MnO₂ 또는 촉매 스크러버) 또는 인증됨 제로 에어.
- 스팬: 광도 오존 발생기/전송 표준 또는 인증된 소스 정의 흐름, 노광 시간및 안정화.
- 간격 : 범프 테스트 주간-월간(위험 기반). 전체 교정 매주 3–6 개월 EC의 경우 주요 환경 변화 후 검증합니다.
- 선적 서류 비치: 기록 발견 당시/잔류 당시, 스팬 값, 온도, RH, 기압 및 일련 번호를 지원합니다. ISO 9001 / 14001 및 EHS 감사.
9) 모델-애플리케이션 선택 가이드
| 시나리오 | 추천 EC 모델 | 이론적 해석 |
|---|---|---|
| 사무실/학교 IAQ, 발전기 부산물 점검 | ZE25A-O3 (0~2ppm) 또는 ZE25-O3 (0~10ppm) | BMS 통합을 위한 교정된 소형 UART(및 ZE25-O3의 아날로그) |
| 소독실/캐비닛, 치료 후 부식 | ZE14-O3 (0~100ppm) | 넓은 범위로 포화를 방지하고 제어 및 안전을 위한 강력한 EC 선형성 |
| 착용형/휴대형 안전 | ZE27-O3 | 초소형 신체 착용 노드의 경우 설치 면적이 작고 전력 소모가 적음 |
| 나만의 AFE를 갖춘 맞춤형 악기 | ME2-O3 / ME3-O3 / ME2-O3-16×15 | 직접 셀 통합, 전자 장치 및 알고리즘의 완전한 제어 |
| 다중가스 모듈형 플랫폼 | ZE03 + EC O₃ 셀 | 모든 독성 제품에 동일한 마더보드 사용; SKU 제품군에 대한 믹스 앤 매치 |
10) 일반적인 사양(참고 값)
이것을 다음과 같이 사용하세요 주문 안내; Winsen은 모델별 데이터시트를 제공합니다.
- Resolution : 1ppb~0.1ppm 모델 및 범위에 따라 다름
- T90 응답: 90 초 이하 (모듈), 120 초 이하 (원시 세포)
- 정확도(23°C/50%RH): ±(5%rdg + 5–10ppb) 교정 후의 일반적인 모습
- 운영 : -20…+50 °C, 15~95%RH 비 응축
- 인터페이스 : UART(3.3~5V); 일부 모듈은 또한 다음을 제공합니다. 0.4~2.0V 아날로그 또는 쉽게 적응됩니다 4~20mA/RS-485 송신기
- 전력 정상 샘플링에서 수십 mW(모듈)가 소모됩니다. 원시 셀은 전력을 소모하지 않습니다(전자 장치만 해당).
11) 설치 및 시운전 체크리스트
- 범위 및 알람 임계값 확인 (경고/조치) 히스테리시스가 있음.
- 대표적인 공기 흐름에 장착; UV 램프의 시야를 피하세요.
- 오존 방지 튜빙/필터를 사용하세요; 펌핑하는 경우 응축수 트랩을 추가합니다.
- 로그 T/RH 활성화 보상; 허용하다 워밍업 (≥ 2~3분).
- 스크러빙된 공기로 제로다음, 기간 목표 수준에서; 기록 발견 당시/잔류 당시.
- 알람 동작 검증 (래칭, 지연, 최소 정시).
- RFQ 및 교정 메타데이터 저장: 범위, 오프셋, 스팬 계수, 날짜, 기술자.
- 범프 테스트 일정을 잡으세요 그리고 주기적으로 전체 교정을 실시합니다.
12) FAQ
Q1. MOS나 UV 광도계 대신 EC를 선택하는 이유는 무엇인가요?
EC가 제공합니다 ppb-ppm 감도 과 저전력 그리고 작은 크기UV 광도 측정은 기준 등급이지만 더 크고 더 많은 전력을 소모합니다. MOS는 추세 측정에 경제적이지만 선택성이 떨어지고 더 강력한 알고리즘이 필요합니다.
Q2. NO₂/Cl₂ 간섭을 어떻게 처리하나요?
입구 필터/스크러버, 와 짝을 이루다 NO₂ 채널 알고리즘 뺄셈을 위해, 그리고 유지 깨끗하고 건조한 샘플링 기준선을 안정화합니다.
Q3. 긴 샘플 라인을 설치할 수 있나요?
예 펌핑 샘플링. 줄을 유지하세요 짧고 곧은사용 PTFE/PFA, 추가 미립자 + 습기 관리.
Q4. 얼마나 자주 교정해야 하나요?
수행 위험 기반 범프 테스트 (주간-월간) 및 전체 교정 매주 3–6 개월 또는 주요 환경 변화 이후.
Q5. 디지털과 아날로그를 모두 지원하는 0~10ppm 측정용 모듈은 무엇인가요?
ZE25-O3 (UART + 0.4~2.0V 아날로그)는 그러한 필요에 맞춰 특별히 제작되었습니다.
13) 전기화학적 O₃에 Winsen을 사용하는 이유
- 완전한 EC 포트폴리오: 플러그 앤 플레이 ZE 시리즈 모듈 그리고 ME 시리즈 원시 셀 OEM의 유연성을 위해.
- 빠른 통합: UART/아날로그 출력, 온도 보상, 컴팩트한 설치 공간, 명확한 프로토콜.
- 확장 가능한 제조 및 QA: 배치 일관성, 발송 테스트 및 교정 지침.
- 사용자 지정 : 볼륨 프로그램을 위한 범위, 커넥터, 하우징, 선택 필터 및 펌웨어 적응.
엔지니어와 상담하세요
너를 공유하라. 범위, 폼 팩터, 인터페이스, 환경, 그리고 인증 필요에 따라 최적의 것을 추천해 드리겠습니다. ZE/ME 전기화학 O₃ 용액제공 평가 키트인증 및 출시 기간을 단축하는 데 도움이 됩니다.
답글 남기기