Sensoren von Sensirion messen zuverlässig alle wichtigen Umweltparameter wie z. B. relative Feuchtigkeit, Temperatur, CO2-Konzentration, VOC-Konzentration und Feinstaubkonzentration. Sensirion bietet zudem Sensoren zur Messung des Flüssigkeitsdurchflusses undGasmassendurchflusses an.
Umweltsensorik
Sensoren für relative Feuchtigkeit und Temperatur
Relative Feuchtigkeit
Die Grundlagen
Sensoren basieren auf der Messung der Kapazität zwischen Elektroden, die sich in einer porösen Polymermembran befinden. Wasserdampf dringt in die Membran ein und verändert die Kapazität zwischen den Elektroden.
Einen Vergleich der Sensoren können Sie der Tabelle unten entnehmen.
Erwähnenswert
STSx-Sensoren
Der STS21-Temperatursensor hat abgesehen von einem geringeren durchschnittlichen Stromverbrauch von 20 uA die gleichen Parameter wie der SHT21 (da T_meas = 66 ms anstelle von T_meas+RH_meas = 66 ms + 22 ms bei SHT21). Ein STS3x-Temperatursensor hat die gleichen Parameter wie ein SHT3x-Sensor, diese Sensoren messen aber lediglich die Temperatur.
Sensorlebensyzklus
SHT1x-Sensoren werden mittlerweile nicht mehr hergestellt. Sie können stattdessen SHT3x-Sensoren verwenden. Der Umstieg macht aufgrund eines anderen Pakets und Softwareänderungen eine Umgestaltung der Leiterplatte erforderlich, weil ein SHT3x-Sensor eine I2C-Schnittstelle anstatt eines S-Busses nutzt.
Die Produktion von SHT7x-Sensoren wurde ebenfalls eingestellt. Bitte verwenden Sie stattdessen einen SHT85. Der Umstieg macht Softwareänderungen erforderlich, weil der SHT85 eine I2C-Schnittstelle verwendet.
SHT2x und SHTC1 werden in Massenproduktion gefertigt. Obgleich kein Produktionsstopp geplant ist, empfehlen wir die Verwendung von SHT3x und SHTC3 für neue Projekte.
Der Sensor SHTW1 wird nicht mehr hergestellt, bitte nutzen Sie den SHTW2 (anderes Paket, Leiterplattenumgestaltung erforderlich).
Batteriebetrieb
Eine Lithiumbatterie (Lithium-Thionylchlorid) hat eine Nennspannung von 3 V (3,6 V). Die Batterie ist vollständig erschöpft, wenn die Spannung auf 2 V sinkt (Abschaltspannung). Alle RH&T- sowie T-Sensoren haben einen geringen Stromverbrauch und ermöglichen einen Batteriebetrieb, aber:
● SHT3X funktioniert in einem Bereich von 2,15 bis 5,5 V – die gesamte Batteriekapazität kann nicht ausgeschöpft werden
● SHTC1, SHTW2 funktionieren in einem Bereich von 1,62 bis 1,98 V – es ist ein Spannungsregler und ein I2C Level Shifter erforderlich
● Der SHTC3 funktioniert in einem Bereich von 1,62 bis 3,6 V – es wird das gesamte Batteriespannungsspektrum genutzt
Evaluation-Kits
Sensirion bietet modulare Evaluationskits an, die aus der SEK SensorBridge, SEK-SHT31 (SHT35, SHTC3, SHTW2)-Sensoren und der kostenfrei downloadbaren Software ControlCenter für die Visualisierung von Messdaten bestehen.
„Automotive Grade“-Sensoren
Die Sensoren HT3xA und STS3xA von Sensirion sind heute der Industriestandard für Feuchtigkeits- und Temperaturmessungen im Automobilbereich. Ihre Bauweise und Zuverlässigkeit sind speziell darauf ausgelegt, die hohen Qualitätsstandards der Automobilindustrie zu erfüllen.
Anwendung:
- Klimakontrolle
- Antibeschlag
- Zustandsüberwachung relative Feuchtigkeit/Zeit (RH/T) für das Klimamanagement von wichtiger Elektronik
Kernwerte für den Automobilmarkt:
- Erfüllt die Qualitätsanforderung der Automobilindustrie nach IATF 16949 und AEC-Q100
- Hohe Zuverlässigkeit, Robustheit und Genauigkeit
- Mehr als 20 Jahre Erfahrung auf dem Gebiet der Feuchtigkeits- und Temperaturmessung
- Lange Erfolgsgeschichte: Die dritte Generation von Feuchtigkeitssensoren im Automobilsektor
Metalloxidhalbleiter-Sensoren für CO2-Äquivalent und flüchtige organische Verbindungen (VOC)
Die Grundlagen
Der Sensor beinhaltet ein Fühlelement, das aus Metalloxid (MOX), einem n-dotierten Halbleiter, besteht, welches Elektroden und Heizkörper abtastet. Der heute am häufigsten verwendete MOX ist SnO2. Das Fühlelement wird für die Detektion von Zielgas auf die optimale Temperatur erhitzt. Die typische Temperatur liegt im Bereich von 200 bis 400°C.
Sauerstoff aus der Atmosphäre lagert sich am Fühlelement an, geht eine Elektronenbindung ein und führt somit zur Bildung einer Sperrschicht. Falls Moleküle von oxidierenden oder reduzierenden Gasen ebenfalls in der Umgebungsatmosphäre vorhanden sind, können diese mit den adsorbierten Sauerstoffionen reagieren und die ehemals gebundenen Elektronen sind wieder als Ladungsträger im Fühlelement verfügbar. Dies führt zu einer Senkung der Energiebarriere in der elektronischen Bandstruktur des Halbleiters, die zu einem Anstieg der Leitfähigkeit führt.
SGP30 und SGPC3
Sensirion geht noch einen Schritt weiter – das Unternehmen integriert mehrere MOX-Fühlelemente mit Elektronik in die anwendungsfreundlichen kalibrierten Sensoren zur Verwendung in Innenräumen. SGP30 berechnet das CO2-Äquivalent aus der gemessenen Konzentration an H2 und misst die Konzentration flüchtiger organischer Verbindungen (VOC). SGPC3 misst lediglich die VOC-Konzentration. Beide Sensoren stellen Messwerte durch eine I2C-Schnittstelle bereit.
Die wichtigsten Merkmale sind in der Tabelle unten zusammengefasst.
Die Tabelle ist auch im PDF-Format verfügbar.
Weitere Informationen über SGP30 und SGPC3 finden Sie in unseren Artikeln SGP 30 - Der revolutionäre Metalloxid-Halbleiter-Sensor und VOC-Sensor mit einem Verbrauch von nur 65 uA.
Evaluation-Kits
Die SEK SensorBridge und SEK-SGP30 (SGPC3)-Sensoren sind erforderlich.
SCD30 CO2-Sensor
Die Grundlagen
Der NDIR-Sensor (nichtdispersiver Infrarotsensor) macht von der Tatsache gebrauch, dass CO2-Moleküle Infrarotstrahlung in bestimmten Wellenlängen absorbieren. Die Wellenlänge im Bereich 4,2 μm zeigt die größte CO2-Absorption und eine minimale Absorption von anderen Gasen in der Luft.
Erwähnenswert
Der Referenzkanal gleicht Drifts aus, wenn Kanäle in derselben Weise betroffen sind (z. B. durch die Lichtintensität). Das Dual-Kanal-Prinzip kann die Genauigkeit nach der Montage nicht garantieren. Führen Sie nach der Montage eine Feldkalibrierung durch, um die Genauigkeit wiederherzustellen.
Evaluation-Kits
Die SEK SensorBridge und SEK-SCD30-Sensor sind erforderlich.
Weitere Informationen über SCD30 finden Sie im Artikel Der SCD30 ist mehr als nur ein NDIR-CO2- Sensor.
SCD40 CO2-Sensor
Der SCD40 ist ein CO2-, RH und Temperatur-Miniatursensor der nächsten Generation. Dieser Sensor basiert auf dem Prinzip der photoakustischen Abtastung und der von Sensirion patentierten PAsens®- und CMOSens®-Technologie.
Wichtige Merkmale:
- Dimensionen: 10,1 mm x 10,1 mm x 6,5 mm
- Messbereich: 0 ppm - 40 000 ppm
- Genauigkeit: ± (30 ppm + 3%)
- Vollständig kalibrierter und linearisierter Ausgang
- Digitale Schnittstelle I2C
- SMD-Paket
Produktmuster sollten im August 2020 erhältlich sein, die umfassende Produktion ist für November 2020 anvisiert.
Feinstaub – SPS30
Die Grundlagen
Sensoren nutzen die Eigenschaften der Lichtstreuung zur Messung von Partikelmenge, -größe und -konzentration. Die Basiskomponenten sind: eine Lichtquelle, die auf die Partikel gerichtet ist, ein Detektor, zur Messung der Lichtstreuung durch die Partikel und elektronischen Schaltungen, welche die Ausgabewerte des Detektors verarbeiten und analysieren.
Weitere Informationen finden Sie in unserem Artikel Technologischer Durchbruch im Bereich optische Feinstaubsensoren.
Erwähnenswert
SPS30 misst die Massekonzentration für Feinstaub mit der Größe PM1.0, PM2.5, PM4 und PM10. PM10 steht für alle Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 10 um. SPS30 hat ein Detektionslimit von 0,3 um, sodass Partikel in einem Bereich von 0,3 bis 10 um als PM10 eingestuft werden. PM4-Partikel werden dementsprechend in einen Bereich von 0,3 bis 4 um eingestuft usw..
In der Atmosphäre gibt es stets kleinere Partikel. In dem Graphen unten, der von Labormessungen mit schwerem Aerosol stammt, ist ersichtlich, dass die statistische Häufigkeit von Partikeln zwischen 4 und 10 um etwa 300 mal kleiner ist als von Partikeln zwischen 0,5 und 1 um, selbst bei sehr schweren Aerosolen.
Wenn man sich bewusst macht, dass sich die Detektionsbereiche überlappen und die statistische Häufigkeit von PM1 300 mal höher sein kann als die von PM10, wird klar, warum SPS30 eine vergleichbare Massekonzentration für PM1.0, PM2.5, PM4 und PM10 zeigt.
Differenzdrucksensoren
Die Grundlagen
Sensoren nutzen MEMS-basierte kalorimetrische Mikrosensoren. Das Fühlelement besteht aus zwei Temperatursensoren und einem kleinen Heizkörper. Der von den Sensoren gemessene Temperaturunterschied korreliert mit dem Massefluss durch den Chip.
Der Ausgabewert ist immer der Differenzdruck und die Sensoren werden hinsichtlich Massefluss oder Differenzdruck temperaturkompensiert.
Bitte lesen Sie die Anwendungshinweise Selection Guide Differential Pressure Sensors und Whitepaper Differential Pressure Sensors Efficient Gas Flow Measurements in Bypass, um die Grundprinzipen von Sensoren besser zu verstehen.
In der Tabelle unten finden Sie einen Sensorvergleich.
Die Tabelle ist auch im PDF-Format verfügbar.
Erwähnenswert
Vorteile des thermischen BetriebsprinzipsEs gibt keine beweglichen Teile – die Sensoren sind robust und zuverlässig
● Kein Drift
● Kein Offset
● Keine Positionsempfindlichkeit
● Keine Hysterese
Hohe Empfindlichkeit nahe Null
● Sehr großer dynamischer Bereich
● PGenauigkeit von größer als 0,04% FS nahe Null
SDP8xx mit verschiedenen I2C-Adressen
SDP8x0-Sensoren haben die I2C-Adresse 0x25; SDP8x1 haben die I2C-Adresse 0x26, was die Verwendung von zwei Sensoren auf dem gleichen I2C-Bus ermöglicht.
Gasdurchflussmessungen in Bypass-Konfigurationen
Der beste Weg zur Messung des Massendurchflusses in einer Bypass-Konfiguration ist die Verwendung eines Differenzdrucksensors, der mit einem Temperaturausgleich für den Massendurchfluss kalibriert ist. Sensoren von Sensirion haben die höchste Empfindlichkeit nahe Null, sodass ein Durchflussbegrenzer verwendet werden kann, der lediglich für einen geringen Druckverlust sorgt.
Bei Anwendung elektromechanischer Analogien:
● Massefluss -> elektrischer Strom I
● Ein Durchflussbegrenzer erhöht den Widerstand im Gasfluss geringfügig -> elektrischer Widerstand R
● ergo: I*R=V-> Differenzdruck
Der Flusskanal im Sensor ist dünn und hat somit einen hohen Widerstand. Aufgrund der Fertigungstoleranzen hat der Widerstand eine hohe Variation. Der Durchflussbegrenzer bietet wenig Widerstand und eine äußerst geringe Variation im Widerstand, da er sehr präzise hergestellt werden kann. Da der Sensor den Differenzdruck (Spannung) misst und R_s >> R_fr, ist es beim Austauschen des Sensors nicht erforderlich, das System erneut zu kalibrieren.
Evaluation-Kits
Sie benötigen das EK-P4 für die Evaluation des Sensors SDP31, EK-P5 für die Evaluation des Pa-Sensors SDP810-500 und die Viewer Software.
Flüssigkeitsdurchflusssensoren
Die Grundlagen
Sensoren nutzen einen MEMS-basierten kalorimetrischen Mikrosensor. Der Flusskanal innerhalb des Sensors ist von inertem Material umgeben, sodass die Flüssigkeit nicht in direkten Kontakt mit dem Mikrosensor gelangt.
Sensoren sind darauf ausgelegt, den Flüssigkeitsdurchfluss in einem Bereich von ul/min bis Hunderte ml/min zu messen.
● Die SLx-Flüssigkeitsdurchflusssensoren mit ihrem robusten Gehäuse sind die erste Wahl für anspruchsvolle industrielle Umgebungen und Tischprüfstände oder Standalone-Anwendungen. Die Flüssigkeitsdurchflusssensoren weisen alle den gleichen elektrischen Steckverbinder auf und sind auf den Betrieb mit den Sensorkabeln SCC1-USB-, SCC1-RS485 und SCC1-Analog ausgelegt.
● Die Lx-Flüssigkeitsdurchflusssensoren sind ideal für die Integration in ein Instrument, Gerät oder OEM-System geeignet (z. B. Anwendungen im Bereich Diagnostik oder Biowissenschaften).
● Die Sensoren der Serie LPG10 bestehen aus einem planaren Miniaturchip aus Glas, der für eine geringe Durchflussrate und Anwendungszwecke mit beschränktem Platz geeignet ist. Aufgrund ihrer Downmount-Anschlüsse ermöglichen sie eine kompakte Integration in mikrofluidische Verteilersysteme.
● Die Serie LD20 ist als Einwegkomponente für biomedizinische Anwendungen ausgelegt.
● Serie SLF3x weist eine drastisch optimierte mechanische Bauweise auf, die ein unübertroffenes Preis-Leistungs-Verhältnis bietet. Der Sensor maximiert die Sicherheit, Stabilität und langfristige Zuverlässigkeit für eine Vielzahl von Anwendungen, einschließlich der Bereiche Diagnostik, Analyseinstrumente und Biowissenschaften.
Aufgrund der Fähigkeit zur präzisen Messung kleiner Flüssigkeitsdurchflüsse sind die Sensoren unter anderem für folgende Anwendungszwecke prädestiniert:
● Dispensing-Prozesse in der Halbleiterindustrie
● Minimalmengenschmierung (Minimum Quantity Lubrication, MQL) von Maschinen
● Lebensmittelbearbeitung
● Arzneimittelverabreichung und -infusion
● Blutanalyse/ Sequenzierung
● Durchflusszytometrie
● DNA-Sequenzierung
In der Tabelle unten finden Sie einen Sensorvergleich.
Die Tabelle ist auch im PDF-Format verfügbar.
Evaluation-Kits
SLI-, SLS-, SLG- oder SLQ-Flüssigkeitsdurchflussmesser können als Kit bestellt werden. Abgesehen von dem Flüssigkeitsdurchflussmesser Ihrer Wahl enthält dass Kit alles Notwendige, um innerhalb von 10 bis 15 Minuten mit den ersten Messungen beginnen zu können.
Flüssigkeitsdurchflusssensoren der LD20- und SLF3x-Serien bieten wir spezifische Evaluations-Kits an, die Zubehör für die Unterstützung der Montage und Vernetzung mit einem PC beinhalten.
Massenflussmesser für Gase
Die Grundlagen
Ähnlich zu anderen Durchflusssensoren verwenden auch diese Sensoren einen MEMS-basierten kalorimetrischen Mikrosensor.
Die Serie SFM3x ist auf die Verwendung in medizinischen Beatmungsgeräten ausgelegt. Serie SFM4x besteht aus Massendurchflussmessern für mehrere Zwecke.
In der Tabelle unten finden Sie einen Sensorvergleich.
Die Tabelle ist auch im PDF-Format verfügbar.
Wir können Sie mit allen der oben erwähnten Sensoren zu günstigen Bedingungen beliefern – entweder ab unserem Lager oder auf Anfrage direkt vom Lieferanten.
Weitere Informationen über Produkte von Sensirion, teilen wir Ihnen gerne über die E-Mail-Adresse sensirion@soselectronic.com mit.
Sensirion sensors measure reliably all the important environmental parameters such as relative humidity, temperature, the concentration of CO2, VOC and concentration of particulate matter. Sensirion also offers sensors for measuring liquid flow and the gas mass flow.
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