3.3.3. Độ chọn lọc của cảm biến
Độ chọn lọc của cảm biến với một chất khí được định nghĩa bằng tỉ số giữa độ nhạy của cảm biến với chất khí đó và độ nhạy của cảm biến với khí so sánh trong cùng một môi trường, giá trị của tỉ số này lớn hơn 5 thì cảm biến được quy là có sự chọn lọc với khí cần đo. Trong môi trường khí thải thường tồn tại nhiều loại khí như CO, HC, NOx, H2… và vì cảm biến H2 hoạt động ở vùng nhiệt độ thấp, gần với với vùng nhiệt
độ hoạt động của các khí CO, C3H8, do đó chúng tôi lựa chọn hai khí khử CO và C3H8 để khảo sát độ chọn lọc của cảm biến.
Hình 3.16(a) trình bày các đường độ nhạy của cảm biến ZnO-(0,5)Pd phụ thuộc vào nhiệt độ trong môi trường có nồng độ 1 % thể tích khí H2; môi trường có 1 % thể tích khí CO và trong môi trường có 1 % thể tích C3H8, Hình 1.16 (b) so sánh độ chọn lọc của cảm biến với các khí khử. Trên đồ thị ta thấy cảm biến có độ nhạy cao với khí hyđrô, và kém nhạy hơn đối với các khí CO và C3H8. Tại vùng nhiệt độ cao hơn 400
oC, các tỉ số này bằng KH2/CO = 1,8 và KH2/C3H8 = 2,2; tuy nhiên vì nhiệt độ hoạt động của cảm biến hyđrô là 250 o
C (lựa chọn ở phần trên), nên ta chỉ quan tâm đến độ chọn lọc với khí hyđrô của cảm tại vùng nhiệt độ 205 oC, tại đây tỉ số độ nhạy với khí hyđrô trên độ nhạy với khí CO là KH2/CO = 11,5 và KH2/C3H8 = 5,1 điều này khẳng định cảm biến đã chế tạo có sự chọn lọc tốt với khí hyđrô trong môi trường có chứa khí CO và C3H8. Trong thực tế, ảnh hưởng của các khí này đến độ chọn lọc H2 của cảm biến là không đáng kể bởi vì: thứ nhất, tỉ trọng của H2 nhẹ hơn rất nhiều so với CO và C3H8
nên tại vị trí đặt đầu đo (thường ở trên cao, sát trần) sự có mặt của các khí trên là rất ít; thứ hai, trong môi trường sống nồng độ khí CO rất thấp (< 100 ppm) nhỏ hơn rất nhiều với nồng độ 1% thể tích (~10.000 ppm) so sánh ở đây. ZnO-(0,5)Pd 0 10 20 30 40 50 150 250 350 450 550 650 Nhiệt độ (oC) T ín h iệ u ( mV ) 1 % H2 1 % CO 1 % C3H8 (a) (b) Hình 3.16. Độ chọn lọc của cảm biến
3.3.4. Thời gian hồi đáp
Đặc trưng hồi đáp của cảm biến xác định khả năng đáp ứng của cảm biến với sự thay đổi nồng độ khí. Hình 3.17 chỉ ra đường đặc trưng hồi đáp của cảm biến với nồng độ khí H2 là 25 %LEL tại nhiệt độ hoạt động 250 oC. Kết quả cho thấy thời gian đáp ứng (90% giá trị bão hòa) của cảm biến vào cỡ 10-20s và thời gian hồi phục (10 % giá trị hồi phục) là cỡ 10s. Đây là cảm biến phù hợp cho thiết kế thiết bị đo cầm tay cũng như thiết bị kiểm soát trực tuyến (liên tục) nồng độ khí H2 trong vùng từ 0–100 %LEL.