Сигнализатор опасных газов

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Охранные устройства и сигнализация объектов

 Комментарии к статье

С момента первой публикации описания подобного устройства в журнале "Радио" [1] прошло около 10 лет. За этот время было описано несколько подобных приборов: от простейших до собранных на микроконтроллере [2]. Все они, имея как определенные достоинства, так и недостатки, основаны на типовой схеме включения датчика газа [3], рекомендованной фирмой-изготовителем.

За прошедшие годы появились как новые, более совершенные и чувствительные к присутствию разнообразных газообразных веществ датчики, так и другие очень удобные для построения сигнализаторов элементы - звуковые сигнализаторы со встроенным генератором, электромагнитные реле в микросхемных корпусах.

Предлагаемое устройство для обнаружения утечки горючих и взрывоопасных газов построено на основе хорошо себя зарекомендовавшей схемы из [1] с учетом рекомендаций [3] и на современной элементной базе. Сигнализатор может применяться для обнаружения утечки газа в быту, в автомобилях с газобаллонным оборудованием и на газовых магистралях.

Отличия предлагаемого устройства от ранее опубликованных состоят в улучшенной термокомпенсации датчика и возможности подключения внешнего исполнительного устройства. При наличии подходящих датчиков (а их ассортимент сегодня довольно широк) прибор можно сделать чувствительным, например, к парам алкоголя и к -другим газам, присутствие которых в воздухе нежелательно или представляет опасность.

Технические характеристики

Тип датчика..................TGS813
Виды обнаруживаемых газов .........метан, пропан, нефтяные газы
Чувствительность в воздухе, ррт.........................500
Потребляемый ток, мА, не более .......................200
Рабочий интервал температуры, °С ................-10...+40

Рис. 1

Схема сигнализатора изображена на рис. 1. На выводы 2 и 5 датчика газа В1 подано напряжение 5 В для нагревания его чувствительного элемента до рабочей температуры. При наличии газа проводимость чувствительного элемента (он подключен между выводами 1, 3 и выводами 4, 6) увеличивается. Пропорционально концентрации газа в воздухе растет напряжение на сопротивлении нагрузки датчика - резисторе R1. Оно поступает на неинвертирующий вход (вывод 3) компаратора напряжения DA1, который сравнивает его с образцовым напряжением, поданным на инвертирующий вход (вывод 4). Образцовое напряжение формирует делитель из терморезистора RK1 и резисторов R2, R3. Оно равно приблизительно половине напряжения питания датчика. Терморезистор RK1 делает образцовое напряжение зависящим от температуры, компенсируя этим температурную зависимость чувствительности датчика.

Пока газа нет, напряжение на инвертирующем входе компаратора больше, чем на неинвертирующем, в результате чего на его выходе 9 установлен низкий логический уровень. При появлении и достижении определенной концентрации газа в воздухе напряжение на неинвертирующем входе превышает образцовое и уровень напряжения на выходе компаратора, а также на входах 3 и 12 элементов микросхемы DD1 становится высоким.

Вторые входы этих элементов соединены с цепью R5C4VD1, обеспечивающей задержку начала работы сигнализатора примерно на 2 мин. Это время необходимо, чтобы чувствительный элемент датчика прогрелся и пришел в рабочее состояние. После того как конденсатор С4 зарядился, эта цепь не влияет на работу прибора. При выключении напряжения питания конденсатор С4 быстро разрядится через диод VD1, и при последующем включении задержка будет повторена.

Если с момента включения сигнализатора прошло достаточно много времени, наличие высокого уровня на всех входах логических элементов микросхемы DD1 приведет к открыванию встроенных в эти элементы выходных полевых транзисторов. В результате будет включен светодиод HL2, зазвучит сигнал, подаваемый излучателем НА1 (со встроенным генератором), а реле К1 сработает. Замкнувшиеся контакты К1.1 этого реле при необходимости могут привести в действие внешнее исполнительное устройство, например сирену.

Узел питания сигнализатора состоит из гнезда Х1 и интегрального стабилизатора на 5 В DA2 с конденсаторами С1-C3, С5. Светодиод HL1 сигнализирует о наличии питания. Напряжение на гнездо Х1 подавалось от сетевого адаптера для бесшнурового телефона "Panasonic" (8 В, 500 мА).

Рис. 2

Сигнализатор был собран на показанной на рис. 2 односторонней печатной плате, изготовленной из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Плата помещена в готовый корпус КР-4 размерами 90x60x32 мм, в крышке которого напротив светодиодов просверлены отверстия диаметром 5 мм. Возле датчика В1 для свободного доступа к нему воздуха в стенке крышки просверлено большое число отверстий диаметром 1,5 мм.

Терморезистор RK1 - ММТ-1 с номинальным сопротивлением 2,2...3,3 кОм. Можно использовать такой же терморезистор сопротивлением 4,7 кОм, подключив параллельно ему обычный резистор номиналом 11 кОм. Конденсатор С4 -обязательно К53-14. Светодиоды серии АЛ307 могут быть заменены любыми другими красного (HL1) и зеленого (HL2) цветов свечения. Реле К1 - TRR-1A-05D-00 Изменив конфигурацию проводников печатной платы, его можно заменить отечественными РЭС55А (исполнение РС4.569.600-03) или РЭС64 (исполнение РС4.569.724).

Для удобства смены датчик можно установить в ламповую панель ПЛК-7 для печатного монтажа. При налаживании сигнализатора резистор R2 необходимо подобрать таким, чтобы при температуре +20 °С напряжение на выводе 4 компаратора DA1 равнялось 2,5 В.

Вместо датчика TGS 813 можно без изменения схемы использовать MQ-6, HS133 и TGS2610 (у последнего выводы 1 и 4 - нагревательный элемент, выводы 3 (+) и 2 (-) - чувствительный элемент). Если сигнализатор будет использоваться в качестве тестера на алкоголь, в него следует установить датчик TGS2620 (цоколевка такая же, как у TGS2610), а постоянный резистор R1 заменить переменным, чтобы иметь возможность регулировать порог срабатывания.

Все эти датчики рассчитаны на напряжение питания 5 В. Существуют и другие, питать которые необходимо большим напряжением. Для использования такого датчика в описанном сигнализаторе необходимо заменить стабилизатор напряжения КР142ЕН5А другим, имеющим нужное выходное напряжение. Замене подлежат также звуковой сигнализатор и реле. Остальные узлы остаются работоспособными при питании напряжением 5... 18 В.

Литература:

1. Виноградов Ю. Контроль взрывоопасных газов. - Радио, 2000, № 10, с. 37
2. Суров В. Сигнализатор загазованности воздуха. - Радио, 2009, № 9, с. 37
3. Датчики газа фирмы FIGARO. -  chipdip.ru/library/DOC000052164. pdf

Применять описанный сигнализатор в качестве единственного или основного средства контроля загазованности допустимо только после его сертификации уполномоченным на это органом и при условии проведения периодических поверок.

Публикация: radioradar.net

Смотрите другие статьи раздела Охранные устройства и сигнализация объектов.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Плита+духовка+холодильник 24.05.2002 Компания Whirlpool разработала новый комбайн со сложным микропроцессорным управлением, совмещающий в себе плиту, духовку и холодильник. Достаточно поместить утром в камеру замороженного цыпленка, выбрать название блюда из списка и выставить на таймере время обеда. Интеллектуальная духовка-холодильник продержит птицу в замороженном состоянии оптимальное время, затем включит режим размораживания, потом приготовления.

Другие интересные новости:

▪ На Юпитере найдена вода

▪ Мобильный телефон встроен в зубы

▪ Интернет по веревке

▪ HD-планшет для творческих людей от Wacom

▪ Высокоточный оптический зонд для изучения человеческого мозга

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Металлоискатели. Подборка статей

▪ статья Обозначения импортных микросхем. Справочник

▪ статья Верно ли утверждение, что обычный человек использует только 10% возможностей своего мозга? Подробный ответ

▪ статья Обязанности работников и работодателей в сфере охраны труда

▪ статья Малошумящии усилитель на 144 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Валкодер - из мыши. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025