Датчик газа

January 9, 2011 by admin Комментировать »

Взрывы и пожары, возникающие в результате утечки газа, к сожалению, не редкость. Отдавая должное деятельности адми­нистративных органов и аварийных служб, радиолюбители- конструкторы могут кое-что сделать и сами для минимизации этой опасности. Радиолюбители создали немало различных электронных устройств и приборов для быта. Однако в облас­ти газового контроля простых и доступных к повторению уст­ройств почти нет или они неоправданно дороги.

В продаже есть промышленные датчики, преобразующие концентрацию газа в напряжение, ток, сопротивление и дру­гие параметры. Способностью реагировать на изменение кон­центрации газа обладают некоторые окислы, особенно Sn02 – диоксид олова, легированный различными присадками. На их основе можно самостоятельно сделать электронное устрой­ство, сигнализирующее звуком на превышение концентрации какого-либо газа в воздухе. Датчики не одинаково реагируют на тот или иной газ, поэтому заменять один датчик другим нецелесообразно. Так, самый опасный газ, который может поразить человека в быту, это, несомненно, пропан (С3Н8). Его взрывоопасная концентрация в воздухе составляет 2,1-9,5%. Для регистрации пропана, природного газа и бутана подходят, например, датчики газа TGS2610, TGS813 фирмы Figaro. Пос­ледний тип датчиков – более современный и нетребователь­ный к напряжению питания.

Затем идет метан (СН4). Его максимальная концентрация до взрыва в воздухе составляет 5-15%. Для регистрации ме­тана разработаны датчики TGS842 и TGS2611 той же фирмы.

Датчик состоит из керамической трубки, поверхность которой покрыта слоем резиста, чувствительного к той или иной группе газов (в этом, в частности, состоит назначение легирующих присадок). Нагретое до температуры свыше +200 °С, это покрытие реагирует на изменение концентра­ции газа тем, что изменяет свое сопротивление. Нагрева­тельный элемент – продетая в трубку электрическая спи­раль (выводы 2 и 5).

Для уменьшения отвода тепла трубка соединена с вывода­ми 1-3 и 4-6 тонкими проводниками, фиксирующими ее в подвешенном состоянии. Эти попарно соединенные друг с другом выводы являются выводами газочувствительного ре- зиста. Электрическая схема прибора с датчиком, чувстви­тельным к пропану, показана на рис. 2.20.

Рис. 2.20. Электрическая схема датчика, реагирующего на газ пропан

 

Движок резистора R5 устанавливают так, чтобы в незага- зованном помещении напряжение на неинвертирующем вхо­де компаратора DA1 несколько превышало напряжение на его инвертирующем входе. Напряжение на прямом выходе компаратора (вывод 9) близко к питающему, и поэтому тран­зистор VT1 закрыт.

При загазованности, достигшей определенной концент­рации (2,1-9% плотности природного газа в воздухе), сопро­тивление датчика DG1 понизится до такой величины, что напряжение на неинвертирующем входе компаратора станет меньше, чем на инвертирующем. В этом режиме напряжение на выводе 9 компаратора будет близко к нулю. Транзистор VT1 откроется, пьезоэлектрический капсюль НА1 со встро­енным генератором звуковой частоты (34) оповестит о газо­вой опасности.

О деталях

Переменный резистор R5 – СПЭ-38а или любой другой. Кон­денсаторы CI, С2 – любые оксидные, например К50-29. Пье­зоэлектрический капсюль НА1 – любой, рассчитанный на по­стоянное напряжение 12 В, например KPI-4332L.

Источник питания стабилизированный с выходным на­пряжением 10-12 В. Ток, потребляемый устройством в режи­ме звуковой индикации, не превышает 30 мА.

Налаживание

Поскольку калибровку прибора непосредственно по концен­трации газа из соображений безопасности рекомендовать нельзя, выставить нужный порог его срабатывания можно опытным путем. Почти десятикратное снижение сопротив­ления датчика в атмосфере, содержащей воздух и 0,5% ме­тана (одна десятая от взрывоопасной концентрации по срав­нению с чистым воздухом), позволяет выставить заведомо безопасный порог срабатывания датчика.

Чтобы убедиться в работоспособности собранного уст­ройства, поднесите к датчику газовую зажигалку (со сбитым пламенем) – он должен отреагировать тревожным сигналом с инертностью 2-3 с.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты