8-900-374-94-44
Главная
/ Wiki IoT
Прослушать текст
Править текст статьи
1. Определение
Датчик газа – сенсор, определяющий присутствие газа в какой-либо местности.
2. История создания и развития
Электронные детекторы газа были созданы в 1980-90-х годах, а до этого обнаружение газа, а именно угарного, происходило с помощью химической реакции на обработанной бумаге, которая при контакте с газом становилась коричневой.
Первоначально электронные детекторы газа срабатывали только на один вид газа, что приводило к необходимости большого количества датчиков газа в системе безопасности. В настоящее время один детектор может обнаруживать одновременно несколько токсичных газов или их комбинацию. Некоторые датчики имеют сигнализацию для оповещения в критических ситуациях и помощи в определении места утечки.
Основные компании производители датчиков газа: Texas Instruments (США), Honeywell (США), Figaro (США), SPEC Sensors (США), Drägerwerk (Германия), Oldham (Франция), в России это компании ОВЕН, ТЕКО.
3. Технические характеристики
По принципу работы различают следующие разновидности датчиков газа:
электрохимические – вырабатывание электрического тока путем окисления газа на электроде;
каталитические – измерение количества тепла, выделяемого при сгорании газа на поверхности чувствительного элемента;
фотоионизационные – использование УФ-лампы для ионизации химических веществ в газе;
инфракрасные – использование инфракрасного излучения для удаленного обнаружения газа;
голографические – яркое отражение голограмм при присутствии молекул газа.
Также датчики газа классифицируют по размеру:
портативные – встраиваются в различные переносные устройства, работают от батареи и используют звуковые и видимые сигналы для предупреждения об опасности;
стационарные – располагаются вблизи исследуемой зоны, например, промышленной зоны завода, обычно взаимодействуют с охранно-дымовыми, пожаробезопасными системами.
4. Кейсы применения
Датчики газа широко используется в промышленности, например на нефтяных вышках, газовых турбинах, химических заводах, подземных хранилищах газа и др. Также датчики газа используются в системах домашней безопасности, может использоваться совместно с системой пожаротушения.
5. Полезные ссылки
Источник:
com/history-of-sensors/Беспроводная сенсорная сеть
Датчик влажности
Датчик давления
Датчик дыма
Датчик света
Датчик теплового потока
Датчик уровня
Датчики
Скорость потока газа
Выберитедо 10 м/сдо 15 м/сдо 30 м/с
Максимальное давление в системе
Выберите1 бар10 бар30 бар100 бар
Выходной сигнал
ВыберитеPNPаналоговый, 0-10 Ваналоговый, 4-20 мАреле
Специальное исполнениеВыберитевзрывозащитавысокая температураконтроль температуры среды
Интерфейс
ВыберитеIO-Link
Сбросить фильтр
Выбор производителя
Каталог датчиков реле потока воздуха для вентиляции и применения на производстве, предназначенные для интеграции в системы автоматики.
Представлены датчики потока промышленных газов от ведущих производителей IFM Electronic, EGE-Elektronik, Turck для монтажа на различные диаметры трубопровода.
дополнительная информация
Для контроля скорости потока воздуха в системах вентиляции и подачи промышленных газов в трубопроводах на производстве применяются датчики и реле, функционирующие на механическом или электронном калориметрическом принципе измерения. Довольно популярные приборы — механические, с подпружиненной лопаткой, которые, хоть и имеют относительно невысокую стоимость, но являются громоздкими и не очень надежными. Чтобы повысить надежность системы и снизить затраты на обслуживание, мы рекомендуем применять современные электронные, работающие на  |
Наиболее популярные датчики потока воздуха для вентиляции и промышленных трубопроводов в нашем каталоге представлены производителями из Германии, такими компаниями как: IFM Electronic, EGE-Elektronik и Turck. Выбор этих производителей обусловлен тем, что они являются пионерами в разработке и производстве электронных датчиков потока. Достаточно посмотреть на представленный ассортимент датчиков от IFM, EGE и Turck, чтобы убедиться в правильности выбора. В нашем каталоге датчиков реле потока воздуха возможно подобрать модели с релейным или транзисторным выходом для контроля точки переключения, а также для датчики скорости потока воздуха с аналоговым выходным сигналом 4-20 мА. Использование аналогового выхода позволяет оценивать скорость потока и расход в реальном времени. Для заказа доступны исполнения сенсоров с зондами из пластмассы, для монтажа в системы с небольшим давлением, или из металла, с резьбовым монтажом в трубопроводы с давлением в несколько десятков бар. Простота монтажа и широкий набор сигналов на выходе, позволяет интегрировать реле потока воздуха из нашего каталога в любую систему автоматизации на современном промышленном производстве. |
Типичный человеческий нос имеет 400 типов обонятельных рецепторов, позволяющих нам ощущать около 1 триллиона различных запахов. Но все же многие из нас не имеют возможности определить тип или концентрацию газа, присутствующего в нашей атмосфере. Вот тут-то и приходят на помощь датчики. Существует множество типов датчиков для измерения различных параметров, и датчик газа пригодится в тех случаях, когда нам необходимо обнаруживать изменение концентрации токсичных газов, чтобы поддерживать безопасность системы. и избегать / предупреждать любые неожиданные угрозы. Существуют различные газовые датчики для обнаружения таких газов, как кислород, углекислый газ, азот, метан и т. д.
Их также часто можно найти в устройствах, которые используются для обнаружения утечек вредных газов, контроля качества воздуха в промышленности и офисах и т. д.
В этой статье мы узнаем больше о датчиках газа , их конструкции, типах, работе и о том, как их можно использовать для измерения необходимого типа и концентрации газа в нашей атмосфере. Существует много типов датчиков газа, но датчики газа типа MQ широко используются и широко популярны, поэтому в этой статье мы уделим больше внимания этим типам датчиков.
Знакомство с датчиком газа
Датчик газа — это устройство, определяющее присутствие или концентрацию газов в атмосфере. В зависимости от концентрации газа датчик создает соответствующую разность потенциалов за счет изменения сопротивления материала внутри датчика, которое можно измерить как выходное напряжение. На основе этого значения напряжения можно оценить тип и концентрацию газа.
Тип газа, который может обнаружить датчик, зависит от чувствительного материала , присутствующего внутри датчика. Обычно эти датчики доступны в виде модулей с компараторами, как показано выше. Эти компараторы можно настроить на определенное пороговое значение концентрации газа. Когда концентрация газа превышает этот порог, цифровой вывод становится высоким. Аналоговый вывод можно использовать для измерения концентрации газа.
Различные типы датчиков газа
Датчики газа обычно подразделяются на различные типы в зависимости от типа чувствительного элемента, с которым они созданы. Ниже приведена классификация различных типов датчиков газа на основе чувствительного элемента, который обычно используется в различных приложениях:
Конструкция датчика газа
Из всех вышеперечисленных типов наиболее часто используемым датчиком газа является датчик газа на основе оксида металла и полупроводника. Все датчики газа состоят из чувствительного элемента, состоящего из следующих частей.
На приведенном ниже рисунке показаны части, присутствующие в датчике газа оксида металла. датчик, который можно использовать для определения изменения концентрации газов и генерации изменения электрического сопротивления. Чувствительный к газам слой в основном представляет собой химико-резистор, который изменяет значение своего сопротивления в зависимости от
Концентрация определенного газа в окружающей среде. Здесь чувствительный элемент состоит из диоксида олова (SnO2), который, как правило, имеет избыток электронов (донорный элемент).
Таким образом, всякий раз, когда обнаруживаются токсичные газы, сопротивление элемента изменяется, и ток, протекающий через него, изменяется, что отражает изменение концентрации газов.
Нагревательный элемент: Нагревательный элемент предназначен для прижигания чувствительного элемента, что повышает его чувствительность и эффективность. Он сделан из никель-хрома, который имеет высокую температуру плавления, поэтому он может оставаться нагретым, не расплавляясь.
Электродная линия: Поскольку чувствительный элемент вырабатывает очень слабый ток при обнаружении газа, более важно поддерживать эффективность прохождения этих слабых токов. Таким образом, платиновые провода вступают в игру, где они помогают эффективно перемещать электроны.
Электрод: Это соединение, в котором выход чувствительного слоя соединяется с линией электрода. Так что выходной ток может течь к требуемой клемме. Электрод здесь сделан из золота (Au-Aurum), которое является очень хорошим проводником.
Трубчатая керамика: Между нагревательным змеевиком и газочувствительным слоем находится трубчатая керамика, изготовленная из оксида алюминия (Al2O3). Поскольку он имеет высокую температуру плавления, он помогает поддерживать прогрев (предварительный нагрев) чувствительного слоя, что обеспечивает высокую чувствительность чувствительного слоя для получения эффективного выходного тока.
Сетка над чувствительным элементом: Для защиты чувствительных элементов и установки поверх него надевается металлическая сетка, которая также используется для предотвращения/удерживания частиц пыли, попадающих в сетку, и предотвращения повреждения датчика газа слой от агрессивных частиц.
Работа датчика газа
Способность датчика газа обнаруживать газы зависит от химсопротивления для проведения тока. Наиболее часто используемым химическим резистором является диоксид олова (SnO2), который представляет собой полупроводник n-типа со свободными электронами (также называемый донором).
Обычно атмосфера содержит больше кислорода, чем горючих газов. Частицы кислорода притягивают свободные электроны, присутствующие в SnO2, что выталкивает их на поверхность SnO2. Так как есть нет свободных электронов доступный выходной ток будет равен нулю. На приведенном ниже рисунке показаны молекулы кислорода (синий цвет), притягивающие свободные электроны (черный цвет) внутрь SnO2 и не позволяющие ему иметь свободные электроны для проведения тока.
Когда датчик помещается в среду с токсичными или горючими газами, этот восстановительный газ (оранжевый цвет) вступает в реакцию с адсорбированными частицами кислорода и разрывает химическую связь между кислородом и свободными электронами, таким образом выпуская свободные электроны . Поскольку свободные электроны вернулись в исходное положение, они теперь могут проводить ток, эта проводимость будет пропорциональна количеству свободных электронов, доступных в SnO2, если газ очень токсичен, будет доступно больше свободных электронов.
Как пользоваться датчиком газа?
Базовый датчик газа имеет 6 клемм, из которых 4 клеммы (A, A, B, B) служат входом или выходом, а оставшиеся 2 клеммы (H, H) предназначены для нагрева змеевика. Из этих 4 клемм 2 клеммы с каждой стороны могут использоваться как входные или выходные (эти клеммы взаимозаменяемы, как показано на принципиальной схеме) и наоборот.
Эти датчики обычно доступны в виде модулей (показаны справа). Эти модули состоят из газового датчика и ИС компаратора. Теперь давайте посмотрим на описание контактов модуля датчика газа, который мы обычно будем использовать с Arduino. Модуль датчика газа в основном состоит из 4 клемм
Как обсуждалось ранее, выход датчика газа сам по себе будет очень мал (в мВ), поэтому необходимо использовать внешнюю цепь, чтобы получить от датчика цифровой сигнал высокого и низкого уровня. Для этого используется компаратор (LM393), регулируемый потенциометр, резисторы и конденсаторы.
Назначение LM393 — получить выходной сигнал датчика, сравнить его с эталонным напряжением и отобразить, является ли выход логически высоким или нет. В то время как целью потенциометра является установка требуемого порогового значения газа, выше которого цифровой выходной контакт должен стать высоким.
На приведенной ниже схеме показана принципиальная схема датчика газа в модуле датчика газа
Здесь A и B — входные и выходные клеммы (они взаимозаменяемы — означает любую из парных клемм может использоваться как вход или выход), а H — клемма катушки нагревателя.
Переменный резистор предназначен для регулировки выходного напряжения и поддержания высокой чувствительности.
Если на катушку нагревателя не подается входное напряжение, то выходной ток будет очень меньше (что незначительно или приблизительно равно 0). Когда на входную клемму и катушку нагревателя подается достаточное напряжение, чувствительный слой просыпается и готов обнаруживать любые горючие газы поблизости. Первоначально предположим, что рядом с датчиком нет ядовитого газа, поэтому сопротивление слоя не меняется, а выходной ток и напряжение также неизменны и пренебрежимо малы (приблизительно 0).
Теперь предположим, что поблизости находится ядовитый газ. Поскольку змеевик нагревателя предварительно нагрет, теперь легко обнаружить любые горючие газы. Когда чувствительный слой взаимодействует с газами, сопротивление материала меняется, и ток, протекающий через цепь, также меняется. Затем это изменение в вариации можно наблюдать на сопротивлении нагрузки (RL).
Значение сопротивления нагрузки (RL) может составлять от 10 кОм до 47 кОм.
Точное значение сопротивления нагрузки можно подобрать путем калибровки с известной концентрацией газа. Если выбрано низкое сопротивление нагрузки, то схема имеет меньшую чувствительность, а если выбрано высокое сопротивление нагрузки, то схема имеет высокую чувствительность.
Название датчика | Газ для измерения |
MQ-2 | Метан, бутан, сжиженный нефтяной газ, дым |
MQ-3 | Алкоголь, Этанол, Дым |
MQ-4 | Метан, СПГ Газ |
MQ-5 | Природный газ, СНГ |
MQ-6 | СНГ, бутан |
MQ-7 | Оксид углерода |
MQ-8 | Газообразный водород |
MQ-9 | Угарный газ, легковоспламеняющиеся газы |
MQ131 | Озон |
MQ135 | Качество воздуха |
MQ136 | Сероводородный газ |
MQ137 | Аммиак |
MQ138 | Бензол, толуол, спирт, пропан, газообразный формальдегид, водород |
MQ214 | Метан, природный газ |
MQ216 | Природный газ, Угольный газ |
МК303А | Спирт, этанол, дым |
МК306А | СНГ, бутан |
МК307А | Оксид углерода |
МК309А | Угарный газ, легковоспламеняющийся газ |
Применение газовых датчиков
4-в-1. Качество воздуха. Специфическое определение газа.
BME688 — это первый датчик газа с искусственным интеллектом (ИИ) и встроенными высоколинейными и высокоточными датчиками давления, влажности и температуры. Он размещен в прочном, но компактном корпусе размером 3,0 x 3,0 x 0,9 мм³ и специально разработан для мобильных и подключенных приложений, где размер и низкое энергопотребление являются критическими требованиями.
Датчик газа может обнаруживать летучие органические соединения (ЛОС), летучие соединения серы (ЛСС) и другие газы, такие как монооксид углерода и водород, в диапазоне частей на миллиард (частей на миллиард).
В дополнение ко всем функциям BME680, BME688 имеет функцию газового сканера. В стандартной конфигурации присутствие VSC обнаруживается как индикатор, например. рост бактерий. Кроме того, газовый сканер может быть настроен в отношении чувствительности, селективности, скорости передачи данных и энергопотребления. Инструмент BME AI-Studio позволяет клиентам обучать газовый сканер BME688 их конкретному применению, например, в бытовой технике, продуктах IoT или умном доме.
| Параметр | Технические данные |
|---|---|
| Параметр Размеры упаковки | Технические данные 8-контактный LGA с металлом |
| Параметр Рабочий диапазон (полная точность) | Технические данные Давление: 300. |
| Параметр Напряжение питания VDDIO | Технические данные 1,2…3,6 В |
| Параметр Интерфейс | Технические данные I²C и SPI |
| Параметр Среднее потребление тока | Технические данные 2,1 мкА при влажности и температуре 1 Гц 3,9 мА в стандартном режиме сканирования газа |
| Параметр Датчик газа | Технические данные |
| Параметр Датчик влажности | Технические данные |
| Параметр Датчик давления | Технические данные |
Нет в наличии Нажмите здесь, чтобы заказать
Нет в наличии Нажмите здесь, чтобы заказать
Нет в наличии Нажмите здесь, чтобы заказать
Нет в наличии Нажмите здесь, чтобы заказать
Нет в наличии Нажмите здесь, чтобы заказать
Закажите предварительно запрограммированный и готовый к использованию комплект разработчика для датчика BME688.
..1100 гПа