เซนเซอร์วัดแก๊สบนพื้นฐานของไฟฟ้าเคมี
เหตุผลที่เราไม่สามารถใช้เทคนิคทางการคำนวนมาชดเชยค่าของการรบกวนของแก๊สที่เราไม่ต้องการวัดได้ mathematical technique doesn't correct sensor's response to interfering gases?
เซนเซอร์วัดแก๊สที่อยู่บนพื้นฐานของไฟฟ้าเคมี จะไม่สามารถแก้ไขค่าที่เกิดขึ้นจากการรบกวนของแก๊สอื่นๆจากการวัด โดยวิธีการคำนวนเพื่อชดเชยส่วนที่หายไปได้ แม้ว่าโดยทฤษฎีแล้วสามารถทำได้ แต่ในทางปฏิบัติแล้ว แก๊สที่รบกวนต่อการวัด (interfering gas) นั้นจะต้องมีน้อยกว่า 5% จึงจะสามารถทำได้ โดยที่ปัจจัยหลัก 2 อย่างที่เห็นชัดเจนคือ การที่เซนเซอร์เคมีเปลี่ยนคุณสมบัติอยู่ตลอดเวลา และยังขึ้นกับระยะเวลาที่เซนเซอร์สัมผัสโดนแก๊สที่ทำให้เกิดการรบกวนได้
เมื่อปัจจัยทั้งสองอย่างนี้ ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้จากการใช้งานปกติ คือทั้งอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอด และระยะเวลาที่เซนเซอร์สัมผัสกับแก๊สนั้นๆ นานบ้าง สั้นบ้าง ยิ่งจะทำให้ความไม่แน่นอนจากการวัดมีโอกาสเกิดขึ้นสูง และส่วนมากค่าความผิดพลาดนี้จะเกินเกณฑ์ค่าเบี่ยงเบน (acceptable accuracy) ที่ยอมรับได้
ดังนั้น.. เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาที่จะเกิดขึ้นนี้ เราใช้เทคนิคการออกแบบมาช่วยจำกัดแก๊สรบกวน (interfering gas) ด้วยการใช้ตัวกรองสารเคมีหรืออิเล็กโทรด เพื่อลดแก๊สที่มารบกวนการวัดให้เหลือน้อยที่สุด หลังจากนั้น การชดเชยค่าความผิดเพี้ยนที่ยังเหลืออยู่เล็กน้อยนี้ ก็จะสามารถชดเชยด้วยการคำนวนทางคณิตศาสตร์ได้ (mathematical correction) ทั้งนี้ทั้งนั้น เทคนิคนี้จะมีประสิทธิภาพและแม่นยำได้ ก็ต้องอาศัยระบบการกรองสารเคมี หรืออิเลคโทรดที่ดี โดยจะต้องมีการตรวจสอบระบบการกรองอย่างต่อเนื่องเพื่อให้มั่นใจว่า แก๊สรบกวน (interfering gas) นั้นถูกกรองออกไปจริง และคงเหลือแก๊สที่ไม่ต้องการวัด แต่มารบกวนการวัดอยู่ในปริมาณน้อย
และถ้าจะให้ดีขึ้น ละเอียดขึ้น เครื่องวัดแก๊สก็ควรจะมีเซนเซอร์ที่เอาไว้ใช้ตรวจจับแก๊สรบกวนเหล่านี้ (interfering gas) เพื่อตรวจจับปริมาณความมากน้อยของแก๊ส และใช้ค่าการคำนวนที่ถูกต้องเหมาะสม มาชดเชยความผิดเพี้ยนที่เกิดขึ้น
Why can't I use a mathematical correction technique (compensating matrix of interferences) to correct for a sensor's response to intefering gases?
Electrochemical sensors do not lend themselves to the use of mathematical correction, a matrix, to correct for cross interfering gases. Although in principle it is possible to carry out a mathematical correction, it is only practical if the sensor’s response to interfering gases is small (typically less than 5%). There are, however, two major technical difficulties in trying to rely on this method to remove the effects of cross sensitivities:
The sensor’s characteristics change continuously with time. This adds a substantial degree of uncertainty. When the interference response of the sensor is large or uncertain, it is impossible to achieve acceptable accuracy by mathematical correction techniques.
A better design consists of using a chemical filter or a scavenging electrode to minimize interference. Only when one is assured of the effectiveness of these primary cross interfering barriers, can a limited back-up mathematical correction be used to remove any residual interference. But the effectiveness on the primary removals systems must be checked and confirmed on a continuous basis to insure sensor selectivity and accuracy.
The analyzer must be equipped with an additional sensors to measures all cross-interfering gas. Of course, the specificity of these sensor’s must also be maintained, or else one can experience a potentially complex and uncertain series of mathematical interactions. Again the simple and elegant solution is to confirm that the effectiveness of the sensors’s primary interference barriers.
Sometimes the interfering gas interferes only in the presence of another gas. (i.e. SO2 in the presence of NO gas on the NO sensor). In this case only a selective filter can correct for this interference.
