一、 产品介绍
1.1 功能概述
SF6+O3+O2 三气体传感器是一款基于 NDIR 测量原理以及固态电化学技术的三合一气体检测传 感器模组，广泛应用于变电站、配电室、开关站和环网柜等场所的 SF6（六氟化硫）泄露气体检 测，O3(臭氧)气体检测以及 O2（氧气）气体检测，具有使用寿命长、测量精度高、气体选择性 好、性能稳定等优点。
产品结构框图如下图 1 所示。
图 1 SF6+O3+O2 三气体传感器产品结构框图
1.2 工作原理
1.2.1 SF6 气体检测单元
SF6 气体检测单元主要采用 NDIR（Non-Dispersive InfraRed 非分散红外技术）气体检测方 式，其工作原理是基于不同气体分子的近红外光谱选择吸收特性，利用气体浓度与吸收强度关系 （朗伯-比尔 Lambert-Beer 定律）鉴别气体组分并确定其浓度。郎伯—比尔定律其数学模型可表示为：
式中吸收光强 i 可表示为：
式中，I0为入射光强；I为透过光强，l为气体介质厚度，p为气体浓度，k为被测吸收系数。红外 光源辐射出红外光，红外光线穿过光路中的被测气体，透过窄带滤光片，到达红外探测器。通过 测量进入红外探测器的红外光强度，来判断被测气体的浓度。
SF6 气体检测单元结构组成包括：一个红外光源、一个气室、两个滤光片和红外探测器组成。
结构框图如下图 2 所示：
图 2 SF6 气体检测单元结构框图
1.2.2 O3 和 O2 气体检测单元
O3和O2气体检测均都是采用电化学原理，利用被检测气体在催化电极和电解质所组成的封闭 系统中，发生的化学反应并产生电信号，以电信号的大小来确定被检测气体浓度的一种气体检测 单元。被检测气体扩散或者泵入到催化电极表面，并发生氧化或者还原反应，由此产生的电流与被检测气体的浓度呈正比，通过检测电流的大小即可实现对气体浓度的测定。
1.3 产品特点
⚫ 采用非分光红外技术（NDIR）
⚫ 内置温度补偿和气压补偿功能
⚫ 测量精度高、气体选择性好、响应速度快
⚫ 使用寿命长、稳定性好
⚫ 自带零点微调、稳定功能
⚫ 嵌入式 MCU、高可靠性设计，抗干扰性能满足国标Ⅲ级以上
⚫ 具有无线 LoRa 通信接口（或有线 RS485 通信接口），满足了系统组网的要求
⚫ SF6/O3/O2 支持可选搭配，默认三款都具有
1.4 产品外观及尺寸
单位：mm
图 3 SF6 气体传感器尺寸图
二、 技术指标
2.1 工作条件
l 工作温度：-20~+50℃
l 工作湿度：15%~90%RH（无凝结）
l 大气压力：70kPa～106kPa
2.2 性能参数
| 参数名称 |
参数内容 |
| 工作电压 |
标称 DC12V（范围 DC 9-30V） |
工作电流 |
12V 供电：平均 30mA
电池供电：平均 12uA；休眠 2.3uA |
| 电池容量 |
19000mAh |
无线通讯接口 |
物理层：LORA
MAC 层：《Q/GDW 12020-2019 输变电设备物联网 微功率无线网通信协议》
业务层：《输变电设备物联网传感器数据规范》 |
无线通讯参数 |
工作频段：2400-2483.5MHz 发射功率：≤10dBm |
无线数据上送频率 |
配置上送频率范围 1 次/分钟至 1 次/30 分钟， 12V 供电默认 1 次/2 分钟
电池供电默认 1 次/15 分钟 |
有线通讯接口
（有线、无线二选 一） |
RS485 波特率：9600
MODBUS 协议 RTU 传输 CRC16 校验 |
| SF6 气体检测单元性能参数 |
| 供气方式 |
扩散式 |
| 测量范围 |
0～5000ppm |
| 测量精度 |
±5%FS |
| 灵敏度 |
≤5ppm |
| 稳定性 |
≤1%FS/年 |
| 预热时间 |
运行操作约 1min，达到性能约 5mins |
| 响应时间 |
T63≤12s，T90≤25s |
| 工作湿度 |
0~95%RH（无凝结） |
| 平均无故障时间 |
≥10年 |
| O3 气体检测单元性能参数 |
| 测量范围 |
0～10ppm |
| 测量精度 |
± 10%FS |
| 分辨率 |
0.01ppm |
| 预热时间 |
≤3mins |
| 响应时间 |
≤90s |
| 恢复时间 |
≤90s |
| 工作湿度 |
15~90%RH（无凝结） |
| 使用寿命 |
2年（空气中） |
| O2 气体检测单元性能参数 |
| 测量范围 |
0～25% |
| 测量精度 |
±3%FS |
| 分辨率 |
0.1% |
| 预热时间 |
≤20mins |
| 响应时间 |
T50<10s, T90<20s |
| 恢复时间 |
≤30s |
| 工作湿度 |
15~95%RH（无凝结） |
| 使用寿命 |
5年 |
表 1 设备性能参数
