|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ Karbon monoksit konsantrasyonu ölçerler. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Ölçüm teknolojisi Bildiğiniz gibi karbon monoksit (karbon monoksit, CO) çok zehirli ve zehirlidir. Havadaki izin verilen konsantrasyonun aşılması, gazla kirlenmiş bir odada bulunan bir kişinin ölümüne yol açabilir. Bu gaz kokusuz ve renksizdir, bu da onu özellikle tehlikeli hale getirir ve genellikle yarı iletken veya elektrokimyasal sensörler kullanan özel cihazlar olmadan zamanında tespit edilmesini zorlaştırır. Yarı iletken karbon monoksit sensörleri, elektrokimyasal sensörlerden çok daha ucuzdur, ancak kural olarak yalnızca havadaki karbon monoksitin varlığını bildirmek için kullanılırlar, ancak elektrokimyasal sensörlerin kullanılması gereken konsantrasyonunu doğru bir şekilde ölçmek için kullanılmazlar. Bir elektrokimyasal sensörün çalışmasını son derece basit bir şekilde tarif edersek, çalışması sırasında tespit edilen gazın elektrot üzerinde bir oksidasyon-indirgeme reaksiyonunun meydana geldiği bölgeye nüfuz ettiğini ve bunun bir sinyalin ortaya çıkmasına yol açtığını söyleyebiliriz. Bir elektrokimyasal gaz sensörü, bir elektrolite batırılmış bir elektrokimyasal katalitik reaksiyon için iki veya üç elektrottan oluşur. Sensörün çalışma elektrodundaki voltaj, bu voltajın ölçülmesiyle belirlenebilen gaz konsantrasyonuyla doğru orantılıdır. İki elektrotlu bir elektrokimyasal sensör kullanan bir karbon monoksit konsantrasyon analizörünün açıklaması [1]'de yayınlanmıştır. Nispeten ucuz olan ancak düşük hassasiyete sahip olan ve düşük CO konsantrasyonlarının yüksek doğrulukla ölçülmesine izin vermeyen TGS5042 sensörünü kullanır. Ve düzenleyici belgelere göre karbon monoksit konsantrasyonu ölçer, metreküp başına miligram birimlerinden başlayarak konsantrasyonunun tam olarak küçük değerlerini belirlemelidir (Rusya'da, havadaki kirleticilerin konsantrasyonu genellikle tam olarak bu birimlerde ölçülür, karbon monoksit için 1 mg/m3 = 0,86 ppm). Belgeler [2, 3], açık havadaki karbon monoksit konsantrasyonunun 3 mg/mXNUMX'yi geçmemesini gerektirir3 (günlük ortalama) ve 5 mg/mXNUMX3 (doruğa ulaşmak). İç mekan havasındaki konsantrasyon 20 mg/mXNUMX'yi geçmemelidir.3 çalışma günü boyunca, 50 mg/m3 - bir saat içinde, 100 mg/m3 - 30 dakika içinde veya 200 mg/mXNUMX3 15 dakika içinde Tablo, bazı iki ve üç elektrotlu elektrokimyasal sensörler için hassasiyeti ve maksimum ölçülebilir karbon monoksit konsantrasyonlarını gösterir. tablo
Bu tabloda sunulan iki elektrotlu sensörler arasında CO/SF-2E sensörü en yüksek hassasiyete sahiptir [4]. Böyle bir sensöre sahip bir karbon monoksit konsantrasyon seviyesi ölçerin şeması Şekil 1'de gösterilmektedir. XNUMX.
[1]'de açıklanan ölçüm cihazıyla karşılaştırıldığında yalnızca eleman tabanı değiştirilmiştir. İki hassas op-amp'ten oluşan TSZ1IDT mikro devresi [122] DA5 olarak kullanıldı, bu da karbon monoksit konsantrasyonunun daha yüksek doğrulukla ölçülmesini mümkün kıldı. Bu op amp'lerin tipik giriş ofset voltajı 1 µV ve giriş akımı 50 pA'dır. Op-amp DA1.1, sensör çıkış akımını voltaja dönüştürür (UO=IдR4). Direnç R4'ün değeri, 10 mg/m başına 1 mV'luk bir dönüşüm faktörü verecek şekilde seçilir.3. Gösterge, 3 mV ölçüm sınırına sahip yerleşik bir dijital voltmetre SM2D-DV1'dir (PV1999), 199,9 mg/m'ye kadar karbon monoksit konsantrasyonlarını ölçmenize olanak tanır3 0,1 mg/m çözünürlük ile3. Op-amp DA1.2 ve transistör VT2 bir voltaj karşılaştırıcı oluşturur. R5 ve R6 dirençleri tarafından belirlenen yanıt eşiği 200 mV'dir ve bu, 20 mg/mXNUMX'lik bir karbon monoksit konsantrasyonuna karşılık gelir.3. Direnç R7, karşılaştırıcının anahtarlama karakteristiğinde hafif bir histerezis sağlayarak, çalışma anında çıkış voltajının sıçramasını önler. Tetiklenen bir karşılaştırıcı, sesli bir alarm sinyali üreten piezo ses yayıcı HA1'i (dahili jeneratörle birlikte) açar. Optocoupler U1 aracılığıyla, oda havalandırma sistemi elemanları - vasistas pencere açıcıları ve egzoz fanları için kontrol cihazına alarm sinyali gönderilir. B1 sensörünün polarizasyonunu önlemek için, elektrik kesildiğinde elektrotlarının birbirine bağlı kalması gerekir. Bu amaçla, p-kanallı alan etkili transistör VT1, güç olmadığında açık, ancak kaynağa göre kapısına +5 V'luk bir voltaj uygulandığında kapalı olacak şekilde tasarlanmıştır. CO/SF-2E sensörlerinin hassasiyet dağılımı ±%20'ye ulaşır. Bu nedenle, üretilen cihazın, tercihen gaz kontrol sistemlerinin bakımına yönelik birçok laboratuvardan birinde doğrulanan standart bir karbon monoksit konsantrasyon ölçerin okumalarına göre kalibre edilmesi gerekir. Kalibrasyon işlemi sırasında R4 direncinin direnci seçilerek cihazın hassasiyeti ayarlanır. Karşılaştırıcı yanıt eşiğini ±%5 doğrulukla ayarlamak yeterlidir. Üç elektrotlu sensörler, iki elektrotlu sensörlere göre daha yüksek teknik özelliklere sahiptir ve bu da ölçümlerin doğruluğunu artırır. Ancak böyle bir sensörün bağlantı şeması daha karmaşıktır. Rus yapımı üç elektrotlu bir elektrokimyasal sensör 2FS-90L [6] kullanırsanız, Şekil 2'de gösterilen devreye göre bir karbon monoksit konsantrasyon ölçer monte edilebilir. XNUMX.
Bu sensörün üç elektrodu vardır: W - ölçüm veya çalışma elektrodu, C - referans elektrodu, R - yardımcı elektrot. Üç elektrotlu bir sensöre güç sağlamak için genellikle özel bir ünite kullanılır - ölçüm elektrotunun potansiyelinin referans elektrotuna göre sıfır yer değiştirmesini doğru bir şekilde sağlaması gereken bir potansiyostat. Kural olarak, üç elektrotlu bir sensör için potansiyostat, üreticileri tarafından yayınlanan sensörlerin kullanımına ilişkin kılavuzlarda bulunabilen standart bir şemaya göre monte edilir [7-10]. Ölçüm cihazı, TSZ124lDT'dekiyle aynı op-amp'lerden dördünü içeren bir TSZ122IPT mikro devresini kullanır.Transistör VT1, sensörün polarizasyonunu önlemeye yarar. Dirençli voltaj bölücü R1R2 ve op-amp DA1.1, potansiyeli cihazın besleme voltajının yarısına eşit olan yapay bir "toprak" oluşturur. Op amp'ler DA1.2 ve DA1.3 potansiyostat elemanlarıdır. Direnç R9, W sensörü elektrot akımının voltaja dönüşüm katsayısını ayarlar. Önceki durumda olduğu gibi R9 = 117 kOhm ise karbon monoksit konsantrasyonu 1 mg/mXNUMX olur3 potansiyostat çıkışında 10 mV'luk bir voltaja karşılık gelir. 2FS-90L sensörünün üreticisi, %100'dan fazla olmayan bir sapma ile 10 nA/ppm hassasiyetini garanti eder. Böyle bir ölçüm doğruluğu yeterliyse, cihazı kalibre etmeden yapabilirsiniz, ancak standart bir ölçüm cihazının okumalarına göre kontrol etmek zarar vermez. Karbon monoksit konsantrasyonunu ppm (milyonda parça) cinsinden ölçmek için, ölçüm cihazının her iki versiyonunda da, sensör akımının voltaja dönüşüm katsayısını 100 kOhm'a ayarlayan direncin direncini azaltmak yeterlidir (temel olarak) 1 mg/m oranı3 = 0,86 ppm). Gerektiğinde cihaza iki konumlu direnç anahtarı takarak iki ölçüm skalası sağlayabilirsiniz. Her iki cihaza da güç sağlamak için, Şekil 3'de gösterilen devreye göre monte edilmiş kesintisiz bir güç kaynağı kullanabilirsiniz. 230. Hem ~1,5 V ağdan hem de XNUMX V voltajlı galvanik hücreden çalışır. Bu, sayacı yalnızca sabit koşullarda değil aynı zamanda sahada da kullanmanıza olanak tanır.
AC-DC voltaj dönüştürücü U1 (bu normal bir ağ adaptörü olabilir), ağa bağlandığında çıkışta 5 V'luk bir DC voltajı üretir Transistör VT1 ve Schottky diyot VD1, aküden aküye otomatik bir güç anahtarı oluşturur şebeke ve arka. Dönüştürücü U1 çalışırken ve çıkışındaki voltaj, galvanik elemanın G1 voltajından daha yüksek olduğunda, alan etkili transistör VT1 kapatılır, çünkü kapısı ile kaynağı arasındaki voltaj, p-kanal transistörünü kapatan bir polariteye sahiptir. . Daha sonra açık diyot VD5 üzerinden 1 V voltaj sağlanır. Dönüştürücü U1'in ağ ile bağlantısı kesildiğinde, transistör VT1'in kapısındaki voltaj ortak kabloya göre sıfır olur. C2 kapasitörünü alan etkili transistörün dahili diyotu aracılığıyla transistör VT1'in eşik voltajını aşan bir voltaja şarj ettikten sonra, drenaj kaynağı kanalı açılacaktır. Bu noktadan itibaren G1 elemanının yük akımı son derece düşük açık kanal direnci üzerinden akacaktır. Daha sonra, bir yükseltici voltaj dönüştürücü DA5 (HT1A) tarafından sayaca güç sağlamak için 7750 V'luk bir voltaj üretilir. Çıkışında voltajın varlığı LED HL1 ile gösterilir. Güç kaynağı, düşük DC direncine ve yüksek kalite faktörüne sahip L1 indüktörü ile donatılmalıdır. 2 A'ya kadar akım için tasarlanmalı, ferrit çubuk şeklinde manyetik bir çekirdeğe sahip olmalı ve en az 0,5 mm çapında bakır tel ile sarılmalıdır. Oksit kapasitörler C1 - C3 tantaldır, kapasitör C4 seramiktir. Karbon monoksit konsantrasyon ölçüm cihazlarında TSZ12x serisi op amp yerine mümkün olan en düşük ofset voltajına ve düşük giriş akımına sahip diğer hassas op amp'ler kullanılabilir. Dirençler R4-R6 (bkz. Şekil 1) ve R1-R5, R9-R11 (bkz. Şekil 2), nominal değerden %1'den fazla olmayan bir sapmaya sahip olmalıdır. Not. Otomatik güç anahtarının güvenilir çalışması için, transistör VT1'in kapısı, 1...10 kOhm dirençli bir dirençle ortak kabloya (eksi G100 elemanı) bağlanmalıdır. KP507A transistörünün eşik kapısı kaynak voltajı 0,8...2 V aralığında olabilir. Uygulanan transistörün G1 elemanının voltajından daha büyük bir mutlak değeri varsa, ikincisinden çalışırken transistör kanalı açık değil ve yüke yalnızca transistörün yerleşik koruyucu diyotu aracılığıyla voltaj sağlanacak. Bu diyottaki voltaj düşüşü (yaklaşık 0,6 V), dönüştürücünün verimliliğini önemli ölçüde azaltacaktır. Böyle bir durumda, transistörü VD1'e benzer bir Schottky diyotla değiştirmek, onu anotla G1'in artısına ve katodu C2 kapasitörünün bağlantı noktasına, VD1 diyotunun katotuna bağlamak daha iyidir. ve indüktör L1. Edebiyat
Yazar: A. Kornev
Dünyanın en yüksek astronomi gözlemevi açıldı
04.05.2024 Hava akımlarını kullanarak nesneleri kontrol etme
04.05.2024 Safkan köpekler safkan köpeklerden daha sık hastalanmaz
03.05.2024
▪ Kristalin iletkenliği 400 kat artar ▪ Araba için yangın battaniyesi ▪ E Ink ekranlı Pomera DM30 dijital daktilo
▪ Sitenin Sanat videosu bölümü. Makale seçimi ▪ Henry Longfellow'un makalesi. Ünlü aforizmalar ▪ makale Fizik tarihi için dikkate değer iki yıl nedir: 1666 ve 1905? ayrıntılı cevap ▪ makale Reklam ajanı. İş tanımı ▪ Makale Sihirli Akvaryum. Odak Sırrı
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri