8-900-374-94-44
Датчик MQ-4 обнаружит утечку бытового газа и может стать основой системы сигнализации в умном доме.
Датчик газа MQ-4 подключается к управляющей электронике по 5 проводам. Для подключения используются два трёхпроводных шлейфа. Для быстрого подключения модуля к Iskra JS или Arduino используйте Troyka Shield.
С Troyka Slot Shield можно обойтись без лишних проводов.
Для обладателей платформ Arduino выведем в Serial-порт текущее значение вредных газов в ppm, управляя нагревателем. Для запуска примера скачайте и установите библиотеку TroykaMQ
// библиотека для работы с датчиками MQ (Troyka-модуль)
#include <TroykaMQ.h>
// имя для пина, к которому подключен датчик
#define PIN_MQ4 A0
// имя для пина, к которому подключен нагреватель датчика
#define PIN_MQ4_HEATER 13
// создаём объект для работы с датчиком
// и передаём ему номер пина выходного сигнала и нагревателя
MQ4 mq4(PIN_MQ4, PIN_MQ4_HEATER);
void setup()
{
// открываем последовательный порт
Serial.begin(9600);
// включаем нагреватель
mq4.heaterPwrHigh();
Serial.println("Heated sensor");
}
void loop()
{
// если прошёл интервал нагрева датчика
// и калибровка не была совершена
if (!mq4.isCalibrated() && mq4.heatingCompleted()) {
// выполняем калибровку датчика на чистом воздухе
mq4.calibrate();
// выводим сопротивление датчика в чистом воздухе (Ro) в serial-порт
Serial.print("Ro = ");
Serial.println(mq4.getRo());
}
// если прошёл интервал нагрева датчика
// и калибровка была совершена
if (mq4.isCalibrated() && mq4.heatingCompleted()) {
// выводим отношения текущего сопротивление датчика
// к сопротивлению датчика в чистом воздухе (Rs/Ro)
Serial.print("Ratio: ");
Serial.print(mq4.readRatio());
// выводим значения газов в ppm
// выводим значения газов в ppm
Serial.print(" Methane: ");
Serial.print(mq4.readMethane());
Serial.println(" ppm ");
delay(100);
}
}К платам Arduino c 5 вольтовой логикой датчик можно подключить используя всего один трёхпроводной шлейф. Для этого установите перемычку на разъём «выбор питания нагревателя».
Выведем в Serial-порт текущее значение вредных газов в ppm, при этом нагреватель всегда включён.
// библиотека для работы с датчиками MQ (Troyka-модуль)
#include <TroykaMQ.h>
//имя для пина, к которому подключен датчик
#define PIN_MQ4 A0
// создаём объект для работы с датчиком и передаём ему номер пина
MQ4 mq4(PIN_MQ4);
void setup()
{
// открываем последовательный порт
Serial.begin(9600);
// перед калибровкой датчика прогрейте его 60 секунд
// выполняем калибровку датчика на чистом воздухе
mq4.calibrate();
// выводим сопротивление датчика в чистом воздухе (Ro) в serial-порт
Serial.print("Ro = ");
Serial.println(mq4.getRo());
}
void loop()
{
// выводим отношения текущего сопротивление датчика
// к сопротивление датчика в чистом воздухе (Rs/Ro)
Serial.print("Ratio: ");
Serial.print(mq4.readRatio());
// выводим значения метана в ppm
Serial.print(" Methane: ");
Serial.print(mq4.readMethane());
Serial.println(" ppm ");
delay(100);
}Датчик MQ-4 относиться к полупроводниковым приборам. Принцип работы датчика основан на изменении сопротивления тонкопленочного слоя диоксида олова SnO2 при контакте с молекулами определяемого газа. Чувствительный элемент датчика состоит из керамической трубки с покрытием Al2O3 и нанесенного на неё чувствительного слоя диоксида олова. Внутри трубки проходит нагревательный элемент, который нагревает чувствительный слой до температуры, при которой он начинает реагировать на определяемый газ. Чувствительность к разным газам достигается варьированием состава примесей в чувствительном слое.
Нагреватель датчика постоянно включён. Таким образом можно обойтись одним трёхпроводным шлейфом.
Управление нагревателем программно.
Сигнальный (S) — Выходной сигнал сенсора. Подключите к аналоговому входу микроконтроллера.
Питание (V) — Питание датчика. Соедините с рабочим напряжением микроконтроллера.
Земля (G) — Соедините с пином GND микроконтроллера.
Сигнальный (E) — Управление питанием нагревателя. Подключите к цифровому пину микроконтроллера.
Питание (H) — Питание нагревателя. Соедините с пином 5V
Земля (G) — Соедините с пином GND микроконтроллера..
Напряжение питания нагревателя: 5 В
Напряжение питания датчика: 3,3–5 В
Потребляемый ток: 150 мА
Габариты: 25,4×25,4 мм
wiki.amperka.ru
Уже почти невозможно представить себе нормальную комфортную жизнь без газового оборудования в доме. Использование приборов на газу позволяет нам отопить помещения, приготовить пищу, обеспечить дома горячей водой. И все эти приборы могут быть потенциально опасными — возможна утечка газа, что способно вызвать пожар или отравление людей. Для предотвращения этих несчастий устанавливают газосигнализаторы — устройства для контроля уровня горючих газов в воздухе. Приборы оповещают об утечке звуковым и световым сигналом, что может спасти жизни, здоровье людей, имущество.
Сигнализаторы загазованности используются в помещениях бытового назначения, в топочных, котельных, на промышленных объектах. В зависимости от их назначения различают бытовые и промышленные. Первые устанавливают степень загазованности и срабатывают в случае, если концентрация газа превышает заданные параметры. Вторые имеют более сложную конструкцию и представляют собой целые комплексы датчиков и пультов управления для измерения и отображения концентрации газов в воздухе. Газосигнализаторы бытового типа могут контролировать концентрацию окиси углерода, пропана и метана.
Многоканальный газосигнализатор может быть установлен для определения метана и угарного газа
Приборы могут определять наличие в воздухе нескольких газов, например, окиси углерода и метана. Такие модели хорошо подходят для монтажа в помещениях, где установлено отопительное оборудование. Устройства могут различаться типом питания. Чаще всего используют сигнализаторы на 220 В.
Газосигнализаторы могут быть автоматического и ручного действия. Измерения уровня загазованности строятся на разных принципах:
Кроме подачи звуко-светового сигнала об уровне загазованности, превышающем заданный, бытовые сигнализаторы могут выполнять и другие функции:
Очень полезной будет функция памяти у некоторых моделей, чтобы сохранять результаты замеров.
Некоторые виды сигнализаторов определяют уровень содержания в воздухе нескольких газов. Такие модели называют комбинированными
Установить бытовой сигнализатор газа можно своими руками. Необходимо определить место расположения датчика, установить его и подвести питание, после чего подключить дополнительное оборудование. Подробная инструкция по монтажу и схема подключения указаны в паспорте конкретного устройства. Расположение газосигнализатора определяется заранее — еще на этапе проектирования системы газификации.
Специалисты напоминают: при установке газосигнализатора необходимо учитывать все требования нормативных документов. Регулируют этот вопрос соответствующие пункты таких нормативных актов:
Если есть сомнения в собственных силах, недостаточно знаний для выбора места для размещения датчика, лучше пригласить газовщиков.
При установке газосигнализаторов нужно следовать инструкции, строительным нормам и правилам
Сигнализатор ставят в местах, где наиболее вероятна утечка газа — рядом с котлом, газовой колонкой для горячего водоснабжения, счетчика, кухонной плиты. Максимальное расстояние от датчика до газового оборудования — 4 м. Запрещается размещать приборы в таких местах:
При определении высоты установки сигнализатора необходимо учитывать вид прибора, поскольку датчики, реагирующие на разные газы (Ch5, C3H8, СО), определяют плотность воздуха и газа. Ориентироваться следует на такие расстояния:
Способ крепления может отличаться в зависимости от модели, но, как правило, бытовые газосигнализаторы крепят с помощью дюбелей. Обычно для установки датчиков в корпусе предусмотрены специальные отверстия. Перед монтажом обязательно следует внимательно ознакомиться с паспортом изделия.
В паспорте каждой модели указаны температуры, при которых возможна эксплуатация прибора. Длительное хранение в условиях низких температур может сказаться на работоспособности сигнализатора. Чтобы ее восстановить, нужно оставить прибор в помещении на 3-4 часа при комнатной температуре. В руководствах по эксплуатации некоторых сигнализаторов на СО описана процедура восстановления нулевого порога. Обычно она занимает несколько минут.
Особое внимание уделите температурному режиму эксплуатации, в некоторых случаях необходимо выдержать прибор при комнатой температуре
Это устройства, позволяющие оперативно перекрывать подачу газа в случае срабатывания сигнала загазованности. Клапаны монтируют на входе газопровода. Устройства могут отличаться по диаметру, питанию, типу самого клапана. Последний критерий особенно важен.
Различают нормально-открытые и нормально-закрытые клапаны. Нормально-открытые называют еще импульсными, потому что электрический сигнал поступает на катушку такого клапана только в момент срабатывания устройства. На катушку нормально-закрытого клапана напряжение подается в момент открывания, а отсечка происходит, когда напряжение пропадает.
Отечественные модели проще в обслуживании и ремонте, чем зарубежные аналоги
В быту рациональнее всего использовать нормально-открытый клапан, работающий от сети 220 В. В случае перебоев с энергоснабжением устройство не срабатывает, что позволяет без ограничений пользоваться газовыми приборами, не зависящими от электроэнергии. В открытом состоянии клапан не требует расхода электроэнергии для работы.
Как и все приборы, нормально-открытый клапан имеет некоторые ограничения в использовании. Его нежелательно устанавливать вместе с датчиком газа, проверяющим свои выходы в автоматическом режиме при каждом включении питания. Устройство будет срабатывать в эти моменты. Поэтому еще до покупки клапана следует тщательно ознакомиться с особенностями его работы. Основная информация указывается в документации к прибору.
Монтаж и подключение клапана-отсекателя своими руками не допускается. Этот вид работ должен выполняться только специализированными организациями, которые имеют соответствующие разрешительные документы.
Бытовой сигнализатор загазованности прост в эксплуатации и не нуждается в каком-либо специальном обслуживании. Уход, который следует обеспечить, минимален и состоит в регулярном протирании устройства для удаления пыли, загрязнений, паутины. Важно следить, чтобы пыль не накапливалась и не попадала в корпус датчика через решетку.
Поверка сигнализаторов проводится каждый год. Недопустима самостоятельная поверка с помощью «бабушкиных методов», например, подачей на датчик 100-процентной смеси газа от зажигалки или другого устройства. Такие поверки иногда заканчиваются выходом из строя чувствительного элемента датчика. Необходимо обеспечить метрологическую поверку у специалистов. Услуга платная, и это следует учесть заранее.
Если обнаружена неисправность системы газового контроля, нужно обеспечить хорошую вентиляцию в помещении и вызвать газовую службу. До приезда специалиста не следует включать электрические приборы или пользоваться открытым огнем.
Специалисты рекомендуют отдать предпочтение газосигнализаторам отечественного производства, поскольку в случае необходимости замены устройства они обходятся дешевле импортных аналогов при покупке и в ремонте. Кроме того, ремонт обычно осуществляется быстрее.
Бытовой сигнализатор загазованности — несложный и недорогой прибор, который может себе позволить практически каждый. Хлопот с его обслуживанием практически никаких, необходимо только своевременно поверять устройство и протирать от пыли. Этот простой прибор может однажды спасти вашу жизнь и жизни людей, которые вам дороги. Задайте себе вопрос, стоит ли установить сигнализатор, — и наверняка ответ будет положительным.
aqua-rmnt.com
В квартире или доме многие приборы работают от газа. Именно с этой целью в помещении устанавливается сигнализатор загазованности. Принцип его работы несложный. При обнаружении проблемы он дает об этом знать специфическим сигналом. Для большей безопасности рекомендуется установить отсечной клапан.
Датчик загазованности выполняет контроль за уровнем горючих газов в воздухе. Когда показатели превышают норму, то детектор газа дает об этом знать специальными звуковыми и световыми сигналами. Такие анализаторы широко используются на промышленных предприятиях, в котельных и даже в домашних квартирах.
Бытовые датчики способны обнаружить в воздухе метан, пропан и угарный газ.
Именно поэтому определяющий датчик можно разделить на промышленные и бытовые. Промышленные варианты имеют более сложную структуру. В комплект входят пульт управления и сам прибор. Бытовой газоуловитель более простой в структуре и использовании.
Полезная статья для Вас: выбираем стабилизатор напряжения для газового котла https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/otoplenie/stabilizator-napryazheniya-dlya-gazovogo-kotla
Угарный газ представляет наибольшую опасность. В отличие от других компонентов его невозможно распознать по запаху или цвету. Он быстрее соединяется с гемоглобином и попадает в кровь. Угарный газ способен быстро привести к летальным исходам.
Функции сигнализаторов загазованности:
Разные модели разных производителей отличаются уникальным устройством. Покупку стоит совершать исходя из собственных потребностей. Но в целом приборы универсальные в своих функциях.
Также Вам может быть интересно: установка газового котла со встроенным бойлером в квартиру https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/otoplenie/gazovyj-kotel-so-vstroennym-bojlerom
Принцип работы разных видов немного отличается. Условно все сигнализаторы делятся на проводные и беспроводные. Это говорит о источнике их питания. Но за методикой обнаружения утечки существует другая классификация датчиков.
Типы сигнализаторов загазованности:
Принцип работы каталитического устройства заключается в изменениях на платиновой катушке, когда угарный газ проходит сквозь устройство. Другая катушка с измерительным прибором применяется для определения повышения температуры. Существует прямая зависимость между сопротивлением и количеством частиц угарного вещества.
Чтобы катушка не реагировала на факторы внешней среды, на разных концах цепи находятся термически согласованные шары, покрытые стеклом. Они выполняют роль компенсатора.
Полупроводниковые устройства немного схожи с каталитическими за принципом работы. Распознавательный элемент, покрытый тоненькой пленкой из окиси металла. Когда угарный газ касается пленки, то она поглощает вещество и изменяет сопротивление на обратнопропорциональное. Данный вариант отлично подходит для дома, но редко используется в промышленности. Считается, что сигнализация недостаточно точная. К тому же у прибора медлительная реакция.
Инфракрасные датчики широко используются для промышленных сооружений. Они достаточно точные, не пищат без надобности, употребляют мало энергии и быстро реагируют на возможную утечку. Они работают под действием солнечной энергии.
Выделяют 2 основных типы сигнализаторов загазованности: промышленные и бытовые. Промышленные датчики более сложные по конструкции, ведь необходимо контролировать большую площадь. Предусматривается несколько аппаратов и общий пульт управления.
Домашний датчик более простой в установке и использовании. Он не должен показывать количество, а сигнализировать о явной проблеме. Для этого прибор начинает издавать специальный сигнал и свет.
Типы датчиков по определению газов:
Но есть и комбинированные приборы, которые контролируют сразу несколько концентраций. Для комнаты с газовыми устройствами следует устанавливать именно комбинированные виды. Если в доме печное отопление, то подойдет и один датчик с определением утечки угарного газа.
Датчики начинают реагировать, если в воздухе обнаруживается 0,1-1% метана, 0,46-0,05% пропана и 0,005-0,01% угарного газа.
При покупке сигнализации необходимо учитывать питание системы. Также берут во внимание устройства, с которыми он будет взаимодействовать. Оптимальный показатель – 220 Вт.
Наша рекомендация: выбор газового обогревателя для дачи https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/otoplenie/gazovye-obogrevateli
Отсечной клапан представляет собой прибор, который устанавливается на входе газопровода. Он действует при подаче электрического импульса на его катушку. В это время он должен перекрывать подачу природного газа ко всем устройствам.
Отличительные особенности отсечного клапана:
Нормально открытый также называется импульсивным. Он представляет собой элемент с ручным взводом. Во время работы на его катушку не поступает электрический импульс. При воздействии датчика загазованности на катушку от прибора поступает небольшое напряжение. Это вызывает срабатывание датчика и отключения подачи газа.
Именно тип клапана является решающей характеристикой для работы в комплексе с датчиком загазованности.
Нормально закрытое устройство также относится к приборам с ручным взводом. Но чтобы запустить его работу, необходимо подать импульс на его катушку. Когда сигнализация срабатывает, то напряжение на катушке угасает и происходит отсечка газа.
Отличным домашним клапаном послужит нормально открытый прибор с энергопитанием в 220 Вт. Так отключение питание не станет причиной его срабатывания. Так предоставляется возможность использовать независимые газовые устройства. При этом можно сэкономить на электроэнергии.
Трудности при синхронной работе датчика и клапана могут возникнуть, когда при включении анализатор начинает проверять состояние своих выходов. Сигнализация будет подавать напряжение в клапан, и провоцировать его срабатывание. Именно поэтому анализатора в котельную необходимо детально ознакомиться с принципом его работы.
Радует то, что все работы по установке устройства можно выполнить своими руками. Нужно правильно выбрать место установки, опираясь на инструкцию и провести к нему электропитание. Следует подсоединить вспомогательные приборы согласно схеме, которая указана в инструкции.
В проектах газофикации указана вся необходимая информация по расположению приборов. Помощь в данном вопросе сможет и газовая служба, опираясь на нормативы. Газоуловитель стоит установить на вертикальной поверхности, где есть повышенный риск утечки газа. При этом важно соблюдать интервал в 4 м от газовых устройств.
Правила правильного размещения газоанализатора:
Каждый тип измерения имеет свою оптимальную высоту закрепления. Каждый газ имеет свои места скопления. Одни газы оседают внизу, вторые поднимаются вверх.
Комбинированные датчики устанавливают на высоте 30 см от пола и 50 см до потолка. Датчики по определению метана и пропана монтируются следующим образом: 50 см от потолка и пола соответственно. Для анализаторов угарного газа оптимальной высотой считается 1,8 м от пола и 30 см от потолка.
Чтобы установить газоанализатор на стене, даже не потребуется вскрывать корпус. Достаточно закрепить прибор на гвозди, используя специальное отверстие. Дальше проводится установка клапана. Отсекатель должны устанавливать только специальные организации с соответствующей лицензией. Соединения анализатора с клапаном проводится по схеме, указанной в паспорте.
Каждый год необходимо проводить метрологическую проверку устройства. Своими руками данное мероприятие проводить не рекомендуется. Это может привести к поломке прибора.
При обнаружении явной проблемы самостоятельно обратитесь в газовую службу.
Самостоятельно можно следить только за внешней чистотой газоуловителя. Обычно дается гарантия на прибор, которая составляет 2 года. Но в среднем прибор способен прослужить 8 лет.
Марки газоуловителей:
Вышеперечисленные варианты относятся к отечественному производителю. На рынке можно встретить и импортные модели. Но при покупке отечественных приборов легче выполнять ремонт.
Автономный улавливатель газа необходим не только на промышленных объектах, но и в жилых домах. Удобная система контроля помогает определить минимальную утечку с газовых котлов и других приборов. Чтобы установить устройство не нужно обладать особыми навыками, все можно сделать самостоятельно.
homeli.ru
Газовые датчики — устройства довольно распространенные в быту. Ведь уже давно известно, что взрывоопасные устройства и приборы требуют постоянного контроля, особенно находясь в жилом помещении. Приобрести такие анализаторы не сложно, достаточно найти подходящий интернет-магазин. В ассортименте современных производителей сейчас находится великое множество датчиков, поэтому вопрос состоит только в выборе качественного прибора.
Говоря о качестве, стоит обращать внимание на продукты, выпущенные сертифицированными предприятиями. Это касается как зарубежных, так и отечественных производителей. Существуют довольно крупные магазины по продаже аналитических цифровых и аналоговых устройств, работающие на пространстве всего СНГ, такие как ПЛАТАН, Чип и ДИП, также можно заказать датчики прямо у производителей «Гипермаркет по БЕЗОПАСНОСТИ» и ФГУП “СПО “Аналитприбор”. Заказывая датчик у производителя Вы получаете намного больше гарантий и пакет сервисного обслуживание, в отличие от простой покупки в интернет магазине.
В отличии от процедуры поверки, установка датчика газа может быть осуществлена своими руками. Для этого всего лишь потребуются базовые знания электротехники и умение читать схемы технической документации.
Обычно анализаторы имеют в комплекте техпаспорт и инструкцию по монтажу, поэтому установка не составит проблем. Но некоторые обязательные моменты при монтаже все-таки есть – следует четко придерживаться требованиям нормативных документов, таких как СП 62.13330.2011, СНиП 42-01-2002, СП 41-108-2004, федеральный закон N 384-ФЗ. Поэтому всегда надежней воспользоваться услугами газовщиков.
Анализатор газа принято устанавливать в местах, наиболее близких к потенциальному месту утечки: это может быть коммуникация возле газового котла или колонки, газового счетчика, печи и пр. газовых приборов. Максимально допустимая удаленность датчика от газового оборудования — не более 4х метров.
Не стоит ставить датчики газа рядом с источниками огня и тепла: горелок, духовых шкафов и печей, газовых и электрических плит. Расстояние до таких устройств должно составлять 1 м и более. Также опасно размещать сигнализатор поблизости источников загрязнения и распространения агрессивных веществ: испаряющейся жидкости, жира, обильной пыли, продуктов сгорания, негерметичных сосудов с лакокрасочными продуктами, горючими веществами и пр.
Пропан (С3Н8) — тяжелый плотный газ, который оседает в помещении не выше 50 см от пола. Особенно важно проверить помещение на наличие низин и углублений, в которых датчик может не уловить метан. Желательно в таких местах устанавливать дополнительный сигнализатор. Есть анализаторы и комбинированных газов, например СН4 и СО. Диапазон расстояний для монтажа устройства, анализирующего наличие комбинированных газов, совпадает с диапазоном датчика окиси углерода.
В техническом паспорте любого устройства есть допустимые условия эксплуатации, соблюдение которых и будет обеспечивать его исправную работу. Особенно важны температурные условия и допустимая влажность воздуха. Если ваш анализатор по каким-то причинам оказался на длительное время в недопустимых условиях — следует восстановить нулевой порог. Инструкцию как это сделать производитель обычно прилагает к устройству. Но намного предпочтительней отправить прибор на поверку.
Обычные анализаторы газа для бытовой эксплуатации довольно просты и не нуждаются в особых процедурах ухода. Все, что требуется для стабильной работы датчика — это элементарная уборка загрязнений, регулярная поверка (не менее 1 раза в год) и соблюдение правил эксплуатации. Самостоятельная поверка таких устройств не допустима, так как любая , даже незначительная ошибка может создать опасность для жизни. Обязательно нужно обращаться к сервисным специалистам. Задача надежной поверки намного упростится, если Вы будете использовать отечественное оборудование: ремонт и замена комплектующих датчиков обойдется дешевле и быстрее.
Ни в коем случае не игнорируйте срабатывание тревожного сигнала анализатора угарного газа: даже на первый взгляд ошибочное срабатывание может быть причиной последующей серьезной утечки.
При срабатывании тревоги не ищите источник самостоятельно — зачастую такие действия могут стать причиной серьезных последствий здоровью. Желательно незамедлительно выйти на свежий воздух и вызвать пожарную службу, либо службу спасения (01, 8-4912-01 с моб., 911, 112). Обязательно дождитесь спасателей или пожарных — не входите в загазованное помещение самостоятельно. После инцидента газовое оборудование должно пройти полную поверку.
При повторном срабатывании датчика, даже после устранения причины утечки, есть вероятность, что источников было несколько, или причина устранена не полностью. В любом случае, стоит повторно выполнить все предыдущие действия. Также важно убедиться, что рядом с местом потенциальной утечки не расположены взрывоопасные вещества или автомобили. Обо всех подобных деталях следует немедленно сообщать службе спасения.
rumpus.ru
В домах, где приготовление пищи и отопление осуществляются с использованием природного газа, существует опасность взрыва из-за неконтролируемой утечки газа. Непрерывно работающий датчик природного газа эту опасность может существенно ограничить. Решающим для взрыва газа является нижний предел взрываемости, который для природного газа или для смеси пропана с бутаном равен 2% в смеси с воздухом. В табл. 9.3 приведены пределы взрываемости некоторых практически важных газов. Поскольку чувствительность срабатывания датчиков типа TGS не превышает 0,1%, обеспечивается надежное обнаружение утечки. Принципиальное устройство подобной схемы показано на рис. 9.15. Она состоит в основном из моста Уитстона, питаемого источником постоянного напряжения. В качестве активного элемента в мосте используется датчик, предназначенный для обнаружения взрывоопасных газов. Выходной сигнал моста поступает затем на компаратор, который при превышении некоторого определенного выходного напряжения, устанавливаемого с помощью потенциометра RS, отпирает транзистор (2SD471). Этот сигнал включения можно использовать затем для управления аварийной сиреной или вентилятором подачи воздуха в загазованное помещение. В принципе все датчики типа TGS можно использовать для решения различных задач с использованием схемы, приведенной на рис. 9.15.
Таблица 9.3
Вещество | Химическая формула | Относительная плотность по сравнению с воздухом | Пределы взрываемости, % содержания в воздухе |
Метан | СН4 | 0,6 | 5…15 |
Этан | С2Н6 | 1,0 | 3…12,4 |
Пропан | С3Н8 | 1,6 | 2,1…9,5 |
Бутан | С4Н10 | 2,0 | 1,8…8,4 |
Пентан | С5Н12 | 2,5 | 1,4…7,8 |
Гексан | С6Н14 | 3,0 | 1,2…7,4 |
Гептан | С7Н16 | 3,5 | 1,0…6,7 |
Октан | C8H18 | 3,9 | 0,9…6,5 |
Декан | С10Н22 | 4,9 | 0,7…5,6 |
Бензол | C6H6 | 2,8 | 1.2…8,0 |
Толуол | С7Н8 | 3,1 | 1,2…7,1 |
Ксилол | С8Н10 | 3,7 | 1,0…7,2 |
Метиленхлорид | СН2Сl2 | 2,9 | 13…22 |
Метанол | СН3ОH | 1,1 | 5,5…37 |
Этанол | С2Н5ОH | 1,6 | 3,3…19 |
Пропанол | С3Н8О | 2,1 | 2…14 |
Бутанол | С4Н10О | 2,6 | 1,4…12 |
Метиловый эфир | С2Н6О | 1,6 | 3.4…18 |
Ацетон | С3Н6О | 2,0 | 2,1…13 |
Этилацетат | С4Н8О2 | 3,0 | 2,1…11,5 |
Оксид углерода | СО | 1,0 | 12,5…74 |
Водород | Н2 | 0,07 | 4…75 |
Рис. 9.15. Измерительная схема детектора природного газа (взрывозащита).
IC — компаратор на интегральной микросхеме.
Полупроводниковые газовые датчики серии TGS можно применять также для анализа на содержание паров алкоголя, так как в принципе эти датчики реагируют на все горючие (окисляющиеся) газы. С помощью соответствующей схемы такого рода датчик можно использовать, например, для обнаружения содержания алкоголя в крови. Его принцип работы довольно прост. После употребления алкоголя определенная часть его, содержащаяся в крови, обнаруживается также и в выдыхаемом воздухе. Чем выше содержание алкоголя в крови, тем больше доля его паров в выдыхаемом воздухе. Если датчик TGS обдувается воздухом с некоторым содержанием алкоголя, то в соответствии с концентрацией последнего в воздухе изменится сопротивление датчика.
Это изменение сопротивления можно определить затем с помощью измерительной схемы. Посредством соответствующей калибровки можно измерить также содержание алкоголя в крови и тем самым оценить возможность допуска к управлению автомобилем. Такая измерительная схема показана на рис. 9.16. Она состоит из питаемого постоянным напряжением (LM 7S05) измерительного моста. В качестве активного элемента установлен газовый датчик TGS 812. Собственно измерительное напряжение подается к указанной на рис. 9.16 точке MP. В зависимости от концентрации алкоголя оно изменяется в диапазоне 0,4…5 В. Выходное напряжение подается на инвертирующие входы шести операционных усилителей, включенных как компараторы.
Резисторы R8…R12 составляют делитель опорных напряжений. Верхнее значение этих напряжений устанавливается потенциометром Р1, а нижнее — потенциометром Р2. При включении питания светоизлучающего диода LED 1 («Готов») и нажатии клавиши «Исх. пол.» (Исходное положение) запоминающие триггеры устанавливаются на 1. В этом случае светится LED 2 (0‰ – 0 промилле). Если же на датчик попадают пары алкоголя, то измерительное напряжение (в точке MP рис. 9.16) постепенно возрастает. Вследствие этого последовательно срабатывают отдельные компараторы, переключаются соответствующие триггеры и начинают светиться подключенные к ним светодиоды. Если пары алкоголя перестают воздействовать на датчик, то измерительное напряжение снова медленно спадает. Однако самый верхний СИД (соответствующий наивысшей концентрации алкоголя) продолжает светиться, так как все переключившиеся триггеры сохраняют свое состояние. Лишь после нажатия клавиши «Исх. пол.» снова устанавливается первоначальное состояние. Перед повторным замером следует выждать несколько минут, чтобы датчик мог немного «отдохнуть».
Рис. 9.16. Измерительная схема детектора следов алкоголя:
МР — точка подключения измерительного прибора;
ZPD — диод Зенера;
LED — светоизлучающий диод.
Перед калибровкой газовый датчик в течение нескольких дней следует подвергнуть старению для получения надежных результатов измерений.
Лучше всего проводить калибровку с использованием водки крепостью 40º. Для этого в восемь рюмок наливают точно по 20 мл. Затем одну из этих рюмок выпивают и выжидают примерно 1/4 ч, чтобы алкоголь мог перейти в кровь, и в полости рта не оставалось бы следов алкоголя. После этого нужно подуть на датчик и убедиться, что показания все еще составляют 0‰, как и должно быть. В противном случае следует осуществить регулировку настроечным потенциометром Р2. После второй рюмки также следует сделать паузу 1/4 ч. Показания должны составлять 0,2‰. Эта процедура продолжается далее, пока после восьмой дозы показания не достигнут 1,0‰. Конечное значение можно установить потенциометром P1. Калибровка рассчитана на вес тела 75 кг и на проведение процедуры натощак. Жирная пища и больший вес соответственно снижают показания.
studfiles.net
Амелия Назарова
27 февраля 2010
visibility 182 просмотра
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. Однако в области газового контроля простых и доступных к повторению устройств почти нет или они неоправданно дороги.
В продаже есть промышленные датчики утечки газа, преобразующие концентрацию газа в напряжение, ток, сопротивление и другие параметры.
Способностью реагировать на изменение концентрации газа обладают некоторые окислы, особенно SnO2 — диоксид олова, легированный различными присадками. На их основе можно самостоятельно сделать электронное устройство, реагирующее на превышение концентрации какого-либо газа в воздухе и подающее звуковой сигнал. Датчики не одинаково реагируют на тот или иной газ, поэтому заменять один другим нецелесообразно. Так, самый опасный газ, который может поразить человека в быту, это, несомненно, пропан (СЗН4). Его взрывоопасная концентрация в воздухе составляет 2,1—9,5%. Для регистрации пропана, природного газа и бутана подходят датчики газа TGS2610, TGS813 фирмы Figaro. Последний тип — более современный и нетребовательный к напряжению питания.
Затем идёт метан (СН4). Его максимальная концентрация до взрыва в воздухе составляет 5—15%. Для регистрации той же фирмой разработаны датчики TGS842 и TGS2611.
Электрическая схема прибора, фиксирующего утечку газа, показана на рисунке. Базой для нее стал датчик TGS2610, чувствительный к пропану.
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, изменяя своё 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 её в подвешенном состоянии. Эти попарно соединённые друг с другом выводы идут от газочувствительного резиста.
Движок резистора R5 устанавливают так, чтобы в не загазованном помещении напряжение на неинвертирующем входе компаратора DA1 несколько превышало бы напряжение на его инвертирующем входе. Напряжение на прямом выходе компаратора (вывод 9) близко к питающему, и поэтому транзистор VT1 закрыт.
При загазованности, достигшей определённой 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 ЗЧ оповестит о газовой опасности.
О деталях
Переменный резистор R5 — СПЗ-38а или любой другой. Конденсаторы С1, 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 датчика непосредственно по концентрации газа из соображений безопасности рекомендовать нельзя, выставить нужный порог его срабатывания можно опытным путём. 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.
Чтобы убедиться в работоспособности собранного устройства, поднесите к датчику газовую зажигалку (со сбитым пламенем) — он должен отреагировать тревожным сигналом с инертностью 2 — 3 с.
Источник: Моделист-конструктор 2’2009
rukikryki.ru
Электронный датчик газа служит для обнаружения и информирования о наличии газов в воздухе. В устройстве использован датчик AFF50 японского производства, реагирующий на несколько газов. Переходные характеристики используемого датчика представляет схема.
Внутри датчика находится встроенный нагреватель, разогревающий датчик до температуры ≈350 °С. Если в воздухе находится газ, то с поверхности датчика освобождается кислород, который заключен в его окисле. В результате наступает падение сопротивления датчика, которое зависит от концентрации обнаруженного газа. Сопротивление разогретого датчика в чистом воздухе равно 10 кОм. Измерительная схема построена с использованием операционного усилителя, работающего как компаратор. Напряжение с делителя, образованного резистором R2 и сопротивлением датчика AF50, подается на инверторный вход операционного усилителя. Напряжение смещения на неинверторном входе устанавливается потенциометром Р2. Если на неинверторном входе напряжение меньше, чем на инверторном, то на выходе компаратора господствует низкий уровень напряжения. Такая ситуация возникает, когда датчик находится в чистом воздухе. В момент появления в окрестностях датчика газа его сопротивление уменьшается, уменьшается также напряжение на инверторном входе, и при пересечении порога, установленного потенциометром Р2, наступает изменение выходного состояния компаратора на высокое. Снимается блокировка с генератора, построенного на элементе А микросхемы 4093. Светодиод D8, сигнализирующий тревогу, начнет мигать, и раздастся прерывистый сигнал зуммера. Такое состояние длится до момента уменьшения концентрации газа в воздухе и связанного с этим роста сопротивления датчика. Поскольку в момент включения в сеть индикатора сопротивление датчика очень высокое, на время нагревания использована схема задержки. После включения питания зажигается зеленый светодиод D5, сигнализирующий наличие питающего напряжения. Начинается зарядка конденсатора С5 через резистор R9. На выходе элемента С микросхемы 4093 господствует высокое состояние, которое блокирует работу зуммера и светодиода D8, сигнализирующего тревогу. После зарядки конденсатора С5 до напряжения, после которого наступает изменение состояния элемента на противоположное (≈2 мин), зажигается светодиод D7 (желтый), сигнализирующий состояние бодрствования определителя газа. Появление в воздухе газа вызовет включение сигнализации.
Вся схема определителя газа вместе с блоком питания смонтирована на одной печатной плате. Монтаж следует начать с пайки всех резисторов, конденсаторов и полупроводниковых элементов, обращая внимание на правильность их монтажа. Перед пайкой трансформатора следует удостовериться, подключена ли вторичная обмотка (12 В) к соединениям, соответствующим точкам пайки на плате.
В таком случае соединение на плате следует выполнить отрезком проволоки.
Стабилизатор LM317 следует оборудовать радиатором площадью в несколько квадратных сантиметров. После проверки правильности монтажа можно приступить к наладке устройства. Датчик остается не подключенным. Включается напряжение сети. Должен зажечься светодиод D5. Затем потенциометром Р1 устанавливается напряжение на выходе стабилизатора US1 (LM317) равным 5 В±0,05 В. После выключения питания подключается датчик AF50 (выводы грелки обозначены на корпусе буквами Н). Снова включается устройство. Через ≈2 мин должен зажечься светодиод D7. Еще раз проверяется напряжение на выходе стабилизатора. Если появилась разница, ее необходимо исправить. Измеряем напряжение на выводе 2 микросхемы US2 (LM358). Подключается вольтметр к выводу 3 этой микросхемы, и потенциометром Р2 устанавливается напряжение на нее сколько десятков милливольт меньше, чем было на выводе 2. Для испытаний можно использовать зажигалку. Следует поднести зажигалку к датчику и на секунду открыть выход газа (не зажигая). Должен включиться звуковой сигнал и мигать светодиод D8. Несколько секунд спустя сигнал должен выключиться. Датчик реагирует на дым, природный газ, бутан, угарный газ. Чувствительность схемы (концентрация газа, при которой наступает включение сигнала) регулируется потенциометром Р2. После нагревания схемы в течение нескольких десятков часов рекомендуется произвести его повторную калибровку.
Датчик монтируется снаружи корпуса и соединяется с платой с помощью коротких отрезков проволоки. Во время эксплуатации поверхность датчика следует время от времени промывать спиртом.
Определитель газа устанавливается в помещении, где находятся газовые устройства: на кухне, в ванной, где для нагрева воды используются газовые колонки. Недостатком датчика является зависимость сопротивления от влажности воздуха. Поэтому, устанавливая датчик на кухне, не рекомендуется размещать его непосредственно над газовой плитой.
Все пробы следует производить с соблюдением всех мер предосторожности. Эксперименты можно производить с газом от зажигалок, газовых баллонов и дымом. На плате находится сетевой блок питания. На него подается 220 В/50 Гц, на что следует обратить внимание при наладке модуля.
| US1 | LM317 | R1 | 220 Ом |
| US2 | LM358 | R2, R5, R8, R11 | 10 кОм |
| US3 | 4093 | R3, R4 | 3,3 кОм |
| D1–D4 | 1N4001 | R6, R9 | 470 кОм |
| D5 | светодиод зеленый | R7 | 1 MОм |
| D6 | 1N4148 | R10, R12, R13 | 470 Ом |
| D7 | светодиод желтый | P1 | многооборотный 1 кОм |
| D8 | светодиод красный | P2 | многооборотный 10 кОм |
| T1 | BC547 | C1 | 2200 мкФ/25 В |
| Трансформатор | TS4/40 | C2, C6 | 100 нФ |
| Датчик газа | AF50 | C3, C5 | 220 мкФ/16 В |
| C4 | 1 мкФ/16 В |
Рис. 1. Схема электрическая принципиальная
Рис. 2. Монтажная плата
radiofanatic.ru