I sensori Sensirion misurano in maniera affidabile tutti i parametri ambientali importanti quali umidità relativa, temperatura, concentrazione di CO2, COV e concentrazione di particolato atmosferico. Sensirion offre anche sensori per misurare il flusso di liquido e il flusso di massa del gas.
Rilevamento ambientale
Sensori di umidità relativa e di temperatura
Umidità relativa
Le basi
I sensori si basano sulla misurazione della capacità elettrica tra gli elettrodi posizionati nella membrana polimerica porosa. Il vapore acqueo penetra nella membrana e cambia la capacità elettrica tra gli elettrodi.
I sensori vengono sottoposti a confronto nella tabella sottostante.
Da menzionare
Sensori STSx
Il sensore di temperatura STS21 ha gli stessi parametri di SHT21 SHT21 eccetto un consumo medio di corrente inferiore a 20uA perché T_meas = 66ms invece di T_meas + RH_meas = 66ms + 22ms per SHT21. La temperatura STS3x ha gli stessi parametri di SHT3x ma questi misurano solo la temperatura.
Ciclo di vita dei sensori
I sensori SHT1x non sono più fabbricati. È pertanto possibile utilizzare sensori SHT3x. La migrazione richiede la riprogettazione del circuito stampato a causa delle diverse modifiche al pacchetto e al SW poiché SHT3x utilizza l’interfaccia I2C anziché S-bus.
Anche i sensori SHT7x sono stati interrotti. Si consiglia pertanto di utilizzare SHT85. La migrazione richiede modifiche al SW perché SHT85 utilizza l’interfaccia I2C.
SHT2x e SHTC1 sono prodotti in serie. Sebbene non sia previsto il blocco della produzione, consigliamo di utilizzare SHT3x e SHTC3 per i nuovi progetti.
Il sensore SHTW1 non è più fabbricato, si prega di utilizzare SHTW2 (pacchetto diverso, è necessario riprogettare il PCB).
Alimentazione a batteria
La batteria al litio (cloruro di litio) ha una tensione nominale di 3V (3,6V). La batteria è completamente scarica quando la tensione scende a 2 V (tensione di interdizione). Tutti i sensori RH e T e T hanno un basso consumo di corrente e possono funzionare a batteria, ma:
● SHT3X funziona nell’intervallo da 2,15 a 5,5 V: non è possibile utilizzare la capacità massima della batteria;
● SHTC1, SHTW2 funzionano nell’intervallo 1.62-1. 98: hanno bisogno di un regolatore di tensione e di uno sfasatore I2C;
● SHTC3 funziona nell’intervallo 1,62 - 3,6 V: copre l’intervallo di tensione completo della batteria.
Kit di valutazione
Sensirion offre kit di valutazione modulari composti da SEK SensorBridge, SEK-SHT31 (SHT35, SHTC3, SHTW2): -sensori e software liberamente scaricabili per la visualizzazione dei dati misurati ControlCenter.
Sensori per il settore automobilistico
I sensori SHT3xA e STS3xA di Sensirion rappresentano attualmente lo standard industriale per quanto concerne il rilevamento dell’umidità e della temperatura nelle applicazioni automobilistiche. La loro progettazione e affidabilità sono specificamente ottimizzati per soddisfare gli standard di alta qualità del settore automobilistico.
Applicazioni:
- controllo climatico;
- anti-appannamento;
- monitoraggio delle condizioni RH/T per la gestione climatica dell’elettronica critica.
Valori fondamentali per il mercato automobilistico:
- soddisfa i requisiti di qualità dell’industria automobilistica in base agli standard IATF 16949 e AEC-Q100;
- affidabilità, robustezza e precisione elevate;
- oltre 20 anni di esperienza nel campo dell’umidità e del rilevamento della temperatura;
- comprovata esperienza: sensori di umidità di terza generazione nel settore automobilistico.
Sensori CO2_eq e COV a semiconduttori a ossidi metallici
Le basi
Il sensore contiene un elemento di rilevamento in ossido di metallo (MOS), che è un semiconduttore di tipo n, elettrodi di rilevamento e un riscaldatore. Il MOS più usato al giorno d’oggi è SnO2. L’elemento di rilevamento viene riscaldato alla temperatura ottimale per il rilevamento del gas target. La temperatura tipica è compresa tra 200 e 400°C.
L’ossigeno dall’atmosfera viene adsorbito all’interno dell’elemento di rilevamento, lega i suoi elettroni e quindi porta alla formazione di uno strato di sbarramento. Se nell’atmosfera circostante sono presenti anche molecole di gas ossidanti o riducenti, esse possono reagire con gli ioni di ossigeno adsorbiti e gli elettroni precedentemente legati sono di nuovo disponibili come portatori di carica all’interno dell’elemento di rilevamento. Ciò porta alla diminuzione della barriera di energia nella struttura elettronica a bande del semiconduttore che si traduce in un aumento della conduttività.
SGP30 e SGPC3
Sensirion fa un ulteriore passo avanti integrando più elementi di rilevamento MOS con l’elettronica nei sensori calibrati di facile utilizzo per l’ambiente interno. SGP30 calcola CO2_eq dalla concentrazione misurata di H2 e misura la concentrazione di COV. SGPC3 misura soltanto la concentrazione di COV. Entrambi i sensori forniscono valori misurati attraverso l’interfaccia I2C.
Le caratteristiche più importanti sono riassunte nella tabella seguente.
Per ulteriori informazioni su SGP30 e SGPC3, leggere gli articoli SGP 30 - The Game Changing Metal Oxide Semiconductor Sensor e VOC Sensor with 65uA Consumption Only
Kit di valutazione
Avrai bisogno di sensori SEK SensorBridge e SEK-SGP30 (SGPC3).
Sensore CO2 - SCD30
Le basi
Il sensore NDIR NDIR (non dispersivo a raggi infrarossi) utilizza il fatto che le molecole di CO2 assorbono la radiazione infrarossa di determinate lunghezze d’onda. La lunghezza d’onda intorno a 4.2μm ha un livello massimo di assorbimento per CO2 e minimo per altri gas nell’aria.
Da menzionare
Il canale di riferimento compensa le derive quando i canali sono interessati nello stesso modo (ad esempio intensità della luce). Il principio a doppio canale non può garantire la precisione dopo il montaggio. Effettuare la calibrazione sul campo dopo il montaggio per ripristinare la precisione.
Kit di valutazione
Avrai bisogno di SEK SensorBridge e SEK-SCD30-Sensor.
Per maggiori informazioni su SCD30, leggi l’articolo SCD30 is More Than Just the NDIR CO2 Sensor.
Sensore SCD40 CO2
SCD40 è un sensore miniaturizzato di nuova generazione per il rilevamento di CO2, umidità relativa e temperatura. Questo sensore si basa sul principio di rilevamento fotoacustico e sulla tecnologia brevettata PAsens® e CMOSens® di Sensirion.
Caratteristiche principali:
- dimensioni: 10.1 mm x 10.1 mm x 6.5 mm;
- campi di misura: 0 ppm – 40 000 ppm;
- accuratezza: ± (30 ppm + 3%);
- uscita completamente calibrata e linearizzata;
- interfaccia digitale I 2C;
- pacchetto SMD.
I campioni dovrebbero essere disponibili nell’agosto 2020 mentre la produzione completa è prevista per novembre 2020.
Particolato atmosferico - SPS30
Le basi
I sensori utilizzano le proprietà della diffusione della luce per misurare il conteggio, le dimensioni e la concentrazione delle particelle. I componenti di base sono: sorgente luminosa diretta alle particelle, rivelatore per misurare la luce diffusa dalle particelle e circuiti elettronici che elaborano e analizzano l’uscita del rivelatore.
Per ulteriori informazioni, si prega di leggere l’articolo Progressi tecnologici nei sensori ottici di particolato atmosferico.
Da menzionare
L’SPS30 misura la concentrazione di massa per il particolato atmosferico PM1.0, PM2.5, PM4 e PM10.
PM10 sta per tutte le particelle con diametro inferiore a 10um. L’SPS30 ha un limite di rilevamento di 0,3um, quindi classifica PM10 come particelle nell’intervallo da 0,3 a 10um. Allo stesso modo, le particelle di PM4 sono classificate nell’intervallo da 0,3 a 4um ecc.
Ci sono sempre particelle più piccole nell’atmosfera. Il grafico sottostante, tratto da misurazioni di laboratorio con aerosol pesante, mostra che l’occorrenza statistica di particelle da 4 a 10um è circa 300 volte più piccola delle particelle da 0,5 a 1 um, anche per aerosol molto pesanti.
Se ti rendi conto che gli intervalli di rilevamento si sovrappongono e che il PM1 può essere 300 volte superiore rispetto al PM10, capirai perché l’SPS30 mostra concentrazioni di massa simili per PM1.0, PM2.5, PM4 e PM10.
Sensori di pressione differenziale
Le basi
I sensori utilizzano microsensori calorimetrici basati su MEMS. L’elemento di rilevamento è composto da due sensori di temperatura e da un piccolo elemento riscaldante. La differenza di temperatura misurata dai sensori è correlata al flusso di massa che passa al chip.
Il valore di uscita è sempre la pressione differenziale e i sensori sono compensati in temperatura per flusso di massa o pressione differenziale.
Si prega di leggere le note applicative Selection Guide Differential Pressure Sensors e Whitepaper Differential Pressure Sensors Efficient Gas Flow Measurements in Bypass per comprendere meglio i principi di base dei sensori.
Nella tabella sottostante è riportato un confronto tra i sensori.
La tabella è disponibile anche in PDF.
Da menzionare
Vantaggi del principio di funzionamento termicoNon ci sono parti mobili: i sensori sono robusti e affidabili
● Nessuna deriva
● Nessun offset
● Nessuna sensibilità di posizione
● Nessuna isteresi
Elevata sensibilità vicino allo zero
● Gamma dinamica molto ampia
● Precisione migliore dello 0,04% FS vicino allo zero
SDP8xx con diversi indirizzi I2C
I sensori SDP8x0 hanno indirizzo I2C 0x25; i sensori SDP8x1 hanno indirizzo I2C 0x26, che consente l’uso di due sensori sullo stesso bus I2C.
Misurazioni del flusso di gas in bypass
Il modo migliore per misurare il flusso di massa in una configurazione di bypass è utilizzare un sensore di pressione differenziale calibrato con una compensazione della temperatura per il flusso di massa. I sensori Sensirion hanno la sensibilità più alta prossima allo zero, il che consente di utilizzare il limitatore di flusso che crea solo una piccola caduta di pressione.
Se usiamo analogie elettromeccaniche:
● flusso di massa -> corrente elettrica I;
● limitatore di flusso aumenta leggermente la resistenza nel flusso di gas -> resistenza elettrica R;
● quindi I*R = V-> pressione differenziale.
Il canale di flusso all’interno del sensore è sottile, quindi presenta un’elevata resistenza. A causa delle tolleranze di produzione, la resistenza presenta un’elevata variazione. Il limitatore di flusso ha una piccola resistenza e una variazione molto piccola di resistenza perché può essere fabbricato in modo molto preciso. Poiché il sensore misura diverse pressioni (tensione) e R_s >> R_fr, non è necessario ricalibrare il sistema se il sensore viene sostituito.
Kit di valutazione
Avrai bisogno di EK-P4 per la valutazione del sensore SDP31, di EK-P5 per la valutazione del sensore SDP810-500 Pa e del software di visualizzazione.
Misuratori di portata per liquidi
Le basi
I sensori utilizzano microsensori calorimetrici basati su MEMS. Il canale di flusso all’interno del sensore è coperto da materiale inerte, pertanto il liquido non tocca direttamente il microsensore.
I sensori sono progettati per misurare il flusso di liquidi nell’intervallo di ul/min a centinaia di ml/min.
● I misuratori di portata per liquidi SLx con il loro alloggiamento robusto sono la prima scelta per ambienti industriali esigenti e configurazioni di test da banco o applicazioni indipendenti. I misuratori di portata per liquidi forniscono tutti lo stesso connettore elettrico e sono stati progettati per il funzionamento con i cavi dei sensori SCC1-USB, SCC1-RS485 e SCC1-Analog.
● I misuratori di flusso per liquidi Lx sono ideali per l’integrazione in uno strumento, un dispositivo o un sistema OEM, ad es. applicazioni di diagnostica o di scienze della vita.
● I sensori della serie LPG10 sono costituiti da un chip di vetro planare in miniatura adatto a velocità di flusso basse e applicazioni con spazio limitato. Con le loro porte fluidiche a montaggio inferiore, consentono l’integrazione compatta in collettori microfluidici.
● La serie LD20 è stata progettata come componente monouso per applicazioni biomediche.
● SLF3x ha una progettazione meccanica radicalmente ottimizzata che offre il miglior rapporto prezzo-prestazioni. Il sensore massimizza la sicurezza, la stabilità e l’affidabilità a lungo termine per una vasta gamma di applicazioni, compresi i campi della diagnostica, degli strumenti analitici e delle scienze della vita.
La capacità di misurare piccoli flussi di liquidi predestina in maniera precisa questi sensori per applicazioni come
● Processi di distribuzione nell’industria dei semiconduttori
● Lavorazione con quantità di lubrificazione minima (MQL)
● Trasformazione alimentare
● Somministrazione di farmaci
● Analisi del sangue/sequenziamento
● Citometria a flusso
● Sequenziamento del DNA
Nella tabella sottostante è riportato un confronto tra i sensori.
Kit di valutazione
I misuratori di portata per liquidi SLI, SLS, SLG o SLQ possono essere ordinati in kit. Oltre al misuratore di portata per liquidi di tua scelta, il kit contiene tutto il necessario per consentire le prime misurazioni nell’arco di 10-15 minuti.Per i sensori di portata per liquidi delle serie LD20 e SLF3x, offriamo kit di valutazione specifici contenenti accessori aggiuntivi per il supporto di montaggio e il collegamento al PC.
Flussimetri di massa per gas
Le basi
Analogamente ad altri misuratori, utilizzano anche il microsensore calorimetrico basato su MEMS.
Le serie SFM3x sono progettate per essere utilizzate in macchine di ventilazione medicale. Le serie SFM4x sono flussimetri di massa di uso generale.
Nella tabella sottostante è riportato un confronto tra i sensori.
La tabella è disponibile anche in PDF.
Siamo in grado di fornire tutti i suddetti sensori in condizioni favorevoli sia dal nostro magazzino che direttamente dal fornitore su richiesta.
Per ulteriori informazioni sui prodotti Sensirion, siamo pronti ad aiutarti. Scrivici all’indirizzo sensirion@soselectronic.com.
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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