Аналізатор концентрації чадного газу. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вимірювальна техніка

 Коментарі до статті

Чадний газ (оксид вуглецю, CO) - один із найбільш токсичних продуктів горіння. Він входить до складу диму і виділяється при тлінні та горінні всіх органічних та вуглецевмісних речовин. Це дуже отруйний газ. У нього немає ні кольору, ні запаху, що робить його особливо небезпечним, ускладнюючи своєчасне виявлення. Людина може відчути наявність чадного газу в повітрі лише за першими симптомами отруєння ним, а це дуже погано. Інтоксикація відбувається непомітно і стрімко наростає. Іноді робити якісь спроби порятунку буває занадто пізно, оскільки чадний газ здатний " відключити " свідомість людини за лічені секунди.

Основна дія оксиду вуглецю на організм людини полягає у зв'язуванні ним гемоглобіну в червоних кров'яних тільцях. Цим він перекриває шлях кисню до клітин, організм не може далі функціонувати. На жаль, з цією небезпечною отрутою доводиться стикатися постійно у повсякденному житті, причому не лише у великому місті (на жвавих дорогах, біля газових плит та колонок), а й у сільській місцевості (поблизу великих автострад, у лазнях та в будинках з пічним опаленням). ). Тому мати вдома індикатор небезпечної концентрації оксиду вуглецю у повітрі дуже бажано.

Фірма Figaro Engineering випускає недорогий та надійний електрохімічний датчик цього газу з рідким електролітом TGS5042 [1-3]. За розмірами та зовнішнім виглядом він схожий на звичайний гальванічний елемент типорозміру AA і працює в інтервалі температури від -40 до 70 ^оПри концентрації CO від 0 до 10000 ppm. Порівняно з іншими подібними датчиками TGS5042 має низку переваг. У ньому використаний слаболужний електроліт, що задовольняє всім вимогам екологічної безпеки, відсутні витоку електроліту з корпусу, знос електродів та витрата хімічних матеріалів датчика в процесі роботи. Він має низьку чутливість до інших газів, невисоку вартість, тривалий термін експлуатації та відрізняється простотою калібрування.

(Натисніть для збільшення)

Цей датчик і використаний в приладі, схема якого наведена на малюнку. Прилад визначає наявність оксиду вуглецю в повітрі та вимірює його концентрацію в інтервалі 1-999 мільйонних часток (ppm). Результат вимірювання прилад відображає на трирозрядному семіелементному світлодіодному індикаторі HG1, про перевищення концентрації газу 100 ppm виробляється сигнал, що подається випромінювачем звуку HA1.

Гранично допустимі концентрації забруднюючих речовин у повітрі встановлені в РФ у міліграмах на кубічний метр [4, 5]. Згідно з зазначеними документами, концентрація оксиду вуглецю у відкритому повітрі не повинна перевищувати 3 мг/м³ (середньодобова) та 5 мг/м³ (пікова), а повітря закритого приміщення - 20 мг/м³ протягом усього робочого дня, 50 мг/м³ - протягом години, 100 мг/м³ - протягом 30 хв або 200 мг/м³ протягом 15 хв. Для оксиду вуглецю 1 мг/м3 еквівалентний 0,86 ppm.

Вихідний струм датчика B1 прямо пропорційний концентрації оксиду вуглецю в навколишньому повітрі з коефіцієнтом перетворення

1,2...2,4 нА/ppm. За допомогою ОУ, що входить до складу мікросхеми DA1 (MAX9001ESD), струм датчика перетворюється на напругу, яка вимірює цифровий вольтметр, побудований на мікросхемах DA2 та DD1. При коефіцієнті перетворення датчика 2 нА/ppm і R1=500 кОм концентрації оксиду вуглецю 1000 ppm відповідає напруга 1 на виході ОУ.

У мікросхемі DA1 крім ОУ є прецизійне джерело зразкової напруги 1,23 і компаратор напруги з шириною зони гістерезису 2 мВ. На один із входів компаратора в приладі подана напруга з виходу ОУ, а на другий - отримана за допомогою резистивного дільника R2R3 зразкова напруга 100 мВ, що відповідає концентрації вуглецю оксиду 100 ppm. При перевищенні напруги з виходу ОУ цього значення логічний рівень на виході компаратора стане низьким, польовий транзистор VT2 відкриється і через нього на випромінювач звуку HA1 надійде напруга живлення. Частота вбудованого випромінювач генератора задана конденсатором C4.

Мікросхема DA2 (CA3162E) є цифровим вольтметром з інтервалом вимірювання 0-999 мВ, оснащений вузлом динамічної індикації результату. Для його роботи з трирозрядним семіелементним світлодіодним індикатором потрібно додати лише перетворювач коду DD1 (CA3161E) та три транзисторні ключі VT3-VT5.

Щоб запобігти поляризації датчика, при вимкненому живленні необхідно з'єднувати його висновки між собою. Для цього призначений р-канальний польовий транзистор VT1 (J177), відкритий без харчування, але закривається при подачі на його затвор напруги +5 відносно витоку. Джерело живлення має бути стабілізованим та розрахованим на струм навантаження не менше 200 мА.

Налагодження приладу починають із калібрування вольтметра. Спочатку вхід мікросхеми DA2 (вив. 11) тимчасово відключають від висновків 3 і 10 мікросхеми DA1 і з'єднують його із загальним проводом (мінусом живлення). Підстроювальним резистором R4 домагаються нульових показань індикатора. Потім подають на вив. 11 постійна напруга +999 мВ і підстроювальним резистором R5 встановлюють на індикаторі число 999. Після цього з'єднання 3 висновків і 10 мікросхеми DA1 з висновком 11 мікросхеми DA2 відновлюють.

Інформація про індивідуальний коефіцієнт перетворення датчика TGS5042 є на корпусі кожного екземпляра. Якщо він відрізняється від 2 нА/ppm, то опір резистора R1 необхідно змінити пропорційно цьому коефіцієнту. Зразкову напругу на вході компаратора (вив. 11 DA1), відповідне необхідному поріг включення звукового сигналу, встановлюють добіркою резисторів R2 і R3. Резистори R1-R3 бажано використовувати з граничним відхиленням опору від номіналу не гірше за ±1 %.

література

1. Крашевський Р. Нова серія датчиків чадного газу TGS5042 від компанії Figaro Engineering. – CHIP NEWS Україна, № 4 (114), травень, 2012, с. 44-46.
2. Романова І. Високочутливі датчики газу, новинки від FIGARO ENGINEERING. - "Електроніка: НТБ", 2011 №1 (00107), с. 64-70.
3. TGS 5042 - для визначення Carbon Monoxide. - URL: figarosensor.com/products/5042pdf.pdf.
4. "гранично допустимі концентрації (ГДК) забруднюючих речовин в атмосферному повітрі населених місць". Гігієнічні нормативи ГН 2.1.6.1338-03 (утв. головним державним санітарним лікарем РФ 25 червня 2003). - URL: ohranatruda.ru/ot_biblio/normativ/data_normativ/42/42030/index.php.
5. "гранично допустимі концентрації (ГДК) шкідливих речовин у повітрі робочої зони". Гігієнічні нормативи ГН 2.2.5.1313-03 (утв. головним державним санітарним лікарем РФ 27 квітня 2003 р.). - URL: norm-load.ru/SNiP/Data1/42/42033/index.htm.

Автор: А. Корнєв

Дивіться інші статті розділу Вимірювальна техніка.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Енергія з ефіру 28.08.2011 Збираючи розсіяну енергію радіовипромінювання, можна дати живлення численним датчикам. Ефір на планеті заповнений радіовипромінюванням різних частот. Це і природне тло, створюване коливаннями іоносфери або ударами блискавки, і результати діяльності людини - хвилі радіо-, телемовлення, від стільникових телефонів та бездротових мереж. Зважаючи на все, з часом потужність енергії, що викидається в ефір, буде тільки зростати. Вчені та інженери з Технологічного інституту Джорджії на чолі з професором Маносом Тенцерисом з 2006 року намагаються створити антену, яка б змогла зібрати достатньо енергії, щоб забезпечити живлення автономних датчиків. Спочатку вони друкували мікросхеми цих пристроїв на папері, заправивши принтер чорнилом з наночастинками срібла. Такі антени споживали ультракороткі хвилі телемовлення з частотою 100-200 МГц і давали енергію сотню мікроват. Тепер дослідники перейшли на пластик та чорнило з вуглецевими нанотрубками; верхня межа діапазону зросла до 15 ГГц (у перспективі – до 60 ГГц), і рахунок зібраної енергії пішов на мілівати. Нагромадивши її в суперконденсаторі і живлячи датчики час від часу, можна підняти їх потужність і до десятків міліватів. Це дозволить здійснити революцію у галузі мікродатчиків. Якщо можна збирати розсіяну енергію, мікродатчиками вдасться оснащувати все що завгодно. Це елементи конструкцій, щоб стежити за напругою, пацієнта - для постійного спостереження, будинок - для контролю температури і вологості, їжу - щоб встигнути її з'їсти до того, як зіпсується, аеропорти - для пошуку вибухівки, благо там рівень випромінювання ще вищий з- за всіляких радарів. Датчики будуть абсолютно автономними та дуже дешевими.

Інші цікаві новини:

▪ Вітрова енергетика досягла рекордних 1 ТВт

▪ Дим заважає дощу

▪ Реле контролю рівня рідини 72 серії Finder

▪ Людина тупає сильніше за слона

▪ Лінгвістичні здібності щурів

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Комп'ютерні пристрої. Добірка статей

▪ стаття Вавилон. Крилатий вислів

▪ стаття Для чого в англійському парламенті використовується шкіра теляти? Детальна відповідь

▪ стаття Апаратник обробки зерна. Посадова інструкція

▪ стаття Сигналізатор відкритих дверцят холодильника, 10-15 с. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Нескладний KB сигнал-генератор. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024