Analizator stężenia tlenku węgla. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa

 Komentarze do artykułu

Tlenek węgla (tlenek węgla, CO) jest jednym z najbardziej toksycznych produktów spalania. Jest częścią dymu i jest uwalniany podczas tlenia i spalania wszystkich substancji organicznych i zawierających węgiel. Jest to silnie trujący gaz. Nie ma koloru ani zapachu, co czyni go szczególnie niebezpiecznym, co utrudnia jego wykrycie w odpowiednim czasie. Człowiek może wyczuć obecność tlenku węgla w powietrzu dopiero przy pierwszych objawach zatrucia tlenkiem węgla, a to bardzo źle. Zatrucie występuje niepostrzeżenie i szybko rośnie. Czasami jest już za późno na jakiekolwiek próby ratowania, ponieważ tlenek węgla jest w stanie „wyłączyć” świadomość człowieka w ciągu kilku sekund.

Głównym działaniem tlenku węgla na organizm ludzki jest wiązanie hemoglobiny w krwinkach czerwonych. W ten sposób blokuje drogę tlenu do komórek, organizm po prostu nie może dalej funkcjonować. Niestety, z tą niebezpieczną trucizną mamy do czynienia nieustannie w życiu codziennym, i to nie tylko w dużym mieście (na ruchliwych drogach, w pobliżu kuchenek gazowych i podgrzewaczy wody), ale także na terenach wiejskich (w pobliżu dużych autostrad, w łaźniach i domach z ogrzewaniem piecowym). Dlatego bardzo pożądane jest posiadanie wskaźnika niebezpiecznego stężenia tlenku węgla w powietrzu w domu.

Firma Figaro Engineering produkuje niedrogi i niezawodny czujnik elektrochemiczny tego gazu z ciekłym elektrolitem TGS5042 [1-3]. Pod względem wielkości i wyglądu przypomina konwencjonalne ogniwo AA i działa w zakresie temperatur od -40 do 70 st. ^оC przy stężeniu CO od 0 do 10000 ppm. W porównaniu z innymi podobnymi czujnikami, TGS5042 ma wiele zalet. Zastosowano w nim słabo alkaliczny elektrolit, który spełnia wszystkie wymogi bezpieczeństwa środowiskowego, nie dochodzi do wycieków elektrolitu z korpusu, zużycia elektrod oraz zużycia materiałów chemicznych czujnika podczas pracy. Ma niską wrażliwość na inne gazy, niski koszt, długą żywotność i łatwą kalibrację.

(kliknij, aby powiększyć)

Ten czujnik jest używany w opisanym urządzeniu, którego obwód pokazano na rysunku. Urządzenie wykrywa obecność tlenku węgla w powietrzu i mierzy jego stężenie w zakresie 1-999 części na milion (ppm). Urządzenie wyświetla wynik pomiaru na trzycyfrowym siedmioelementowym wskaźniku LED HG1, gdy stężenie gazu przekroczy 100 ppm, generowany jest sygnał przez emiter dźwięku HA1.

Maksymalne dopuszczalne stężenia zanieczyszczeń w powietrzu określone są w Federacji Rosyjskiej w miligramach na metr sześcienny [4, 5]. Zgodnie z tymi dokumentami stężenie tlenku węgla na otwartej przestrzeni nie powinno przekraczać 3 mg/mXNUMX³ (średnia dzienna) i 5 mg/m³ (szczyt), aw powietrzu w pomieszczeniach - 20 mg/m³ przez cały dzień pracy 50 mg/mXNUMX³ - w ciągu godziny 100 mg/m³ - w ciągu 30 minut lub 200 mg/m³ w ciągu 15 minut W przypadku tlenku węgla 1 mg/m3 odpowiada 0,86 ppm.

Prąd wyjściowy czujnika B1 jest wprost proporcjonalny do stężenia tlenku węgla w otaczającym powietrzu z przelicznikiem

1,2...2,4 nA/ppm. Za pomocą wzmacniacza operacyjnego, który jest częścią układu DA1 (MAX9001ESD), prąd czujnika jest przetwarzany na napięcie, które jest mierzone przez woltomierz cyfrowy zbudowany na układach DA2 i DD1. Przy współczynniku konwersji czujnika 2 nA/ppm i R1=500 kΩ stężenie tlenku węgla 1000 ppm odpowiada napięciu 1 V na wyjściu wzmacniacza operacyjnego.

W układzie DA1 oprócz wzmacniacza operacyjnego znajduje się precyzyjne źródło napięcia odniesienia 1,23 V oraz komparator napięcia o szerokości strefy histerezy 2 mV. Jedno z wejść komparatora w urządzeniu zasilane jest napięciem z wyjścia wzmacniacza operacyjnego, a drugie napięciem odniesienia 2 mV uzyskanym za pomocą dzielnika rezystancyjnego R3R100, co odpowiada stężeniu tlenku węgla 100 str./min. Jeśli napięcie z wyjścia wzmacniacza operacyjnego przekroczy tę wartość, poziom logiczny na wyjściu komparatora stanie się niski, tranzystor polowy VT2 otworzy się i przez niego zostanie dostarczone napięcie zasilania do emitera dźwięku HA1 . Częstotliwość oscylatora wbudowanego w emiter jest ustawiana przez kondensator C4.

Chip DA2 (CA3162E) to woltomierz cyfrowy o interwale pomiarowym 0-999 mV, wyposażony w dynamiczne wskazanie wyniku. Aby pracować z trzycyfrowym siedmioelementowym wskaźnikiem LED, wystarczy dodać konwerter kodu DD1 (CA3161E) i trzy przełączniki tranzystorowe VT3-VT5.

Aby zapobiec polaryzacji czujnika, przy wyłączonym zasilaniu należy połączyć ze sobą jego wyjścia. W tym celu zaprojektowano tranzystor polowy z kanałem p VT1 (J177), który jest otwarty przy braku zasilania, ale zamyka się, gdy do jego bramki zostanie przyłożone napięcie +5 V względem źródła. Zasilacz musi być stabilizowany i zaprojektowany na prąd obciążenia co najmniej 200 mA.

Regulacja urządzenia rozpoczyna się od kalibracji woltomierza. Najpierw wejście układu DA2 (pin 11) jest tymczasowo odłączane od pinów 3 i 10 układu DA1 i podłączone do wspólnego przewodu (minus zasilania). Rezystor dostrajający R4 osiąga zerowe odczyty wskaźnika. Następnie podawane na wyjściu. 11, stałe napięcie +999 mV i rezystor przycinający R5 ustawiają na wskaźniku liczbę 999. Następnie przywracane jest połączenie pinów 3 i 10 układu DA1 z pinem 11 układu DA2.

Informacja o indywidualnym współczynniku przeliczeniowym czujnika TGS5042 jest dostępna na korpusie każdej z jego instancji. Jeśli różni się od 2 nA / ppm, wówczas rezystancję rezystora R1 należy zmienić odwrotnie do tego współczynnika. Przykładowe napięcie na wejściu komparatora (pin 11 DA1), odpowiadające wymaganemu progowi do włączenia sygnału dźwiękowego, jest ustawiane przez wybór rezystorów R2 i R3. Wskazane jest stosowanie rezystorów R1-R3 o maksymalnym odchyleniu rezystancji od wartości nominalnej co najmniej ± 1%.

literatura

1. Kraszewski R. Nowa seria czujników tlenku węgla TGS5042 firmy Figaro Engineering. - CHIP NEWS Ukraina, nr 4 (114), maj 2012, s. 44-46.
2. Romanova I. Wysoce czułe czujniki gazu, nowość od FIGARO ENGINEERING. - "Elektronika: NTB", 2011, nr 1 (00107), s. 64-70.
3. TGS 5042 - do wykrywania tlenku węgla. - URL: figarosensor.com/products/5042pdf.pdf.
4. „Maksymalne dopuszczalne stężenia (MPC) zanieczyszczeń w powietrzu atmosferycznym obszarów zaludnionych”. Normy higieniczne GN 2.1.6.1338-03 (zatwierdzone przez Głównego Państwowego Lekarza Sanitarnego Federacji Rosyjskiej w dniu 25 czerwca 2003 r.). - URL: ohranatruda.ru/ot_biblio/normativ/data_normativ/42/42030/index.php.
5. „Maksymalne dopuszczalne stężenia (MPC) substancji szkodliwych w powietrzu w miejscu pracy”. Normy higieniczne GN 2.2.5.1313-03 (zatwierdzone przez Głównego Państwowego Lekarza Sanitarnego Federacji Rosyjskiej w dniu 27 kwietnia 2003 r.) - URL: norm-load.ru/SNiP/Data1/42/42033/index.htm.

Autor: A. Kornev

Zobacz inne artykuły Sekcja Technologia pomiarowa.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Ziemia ma swoje mini-księżyce 11.04.2012 Według wyliczeń grupy astronomów z Uniwersytetu Helsińskiego, Obserwatorium Paryskiego i Uniwersytetu Hawajskiego w Manoa, Ziemia ma w danym momencie więcej niż jednego naturalnego satelitę. Nasz Księżyc o średnicy 3476 km, tak uwielbiany przez poetów i artystów, krąży po swojej orbicie od ponad 4 miliardów lat. Ziemia ma jednak inne satelity, znacznie mniejsze „kuzynki” Księżyca, które nazywane są „mini-księżycami”. Zwykle mają zaledwie kilka metrów średnicy i często krążą wokół naszej planety przez mniej niż rok, zanim ponownie wejdą na swoje orbity wokół Słońca. Naukowcy po raz pierwszy wykorzystali superkomputer do symulacji przejścia 10 milionów asteroid obok Ziemi. Następnie prześledzili trajektorie 18000 XNUMX obiektów przechwyconych przez grawitację naszej planety. W rezultacie naukowcy doszli do wniosku, że w danym momencie Ziemia ma co najmniej jednego innego satelitę o średnicy co najmniej jednego metra. Zgodnie z symulacjami, większość asteroid przechwyconych przez grawitację Ziemi nie obraca się po orbicie kołowej, ale porusza się po złożonych orbitach serpentynowych. Wynika to z interakcji grawitacji Ziemi, Księżyca i Słońca, co powoduje, że mini-księżyce biegną po krętych „ścieżkach”. Miniksiężyce pozostają satelitami Ziemi, dopóki jedna z sił grawitacyjnych nie oderwie ich i nie skieruje ich wzdłuż nowej trajektorii. Zwykłe miniksiężyce spędzają około dziewięciu miesięcy na orbicie okołoziemskiej, ale niektóre z nich mogą krążyć wokół naszej planety przez dziesięciolecia. Według astronomów obliczanie ruchu miniksiężyców było jednym z najbardziej złożonych i ambitnych zadań w ich karierze. Gdyby podobne obliczenia trzeba było wykonać na komputerze domowym, zajęłoby to 6 lat. Miniksiężyce są naukowo bardzo interesujące, ponieważ mogą być dostępnym źródłem próbek skał, które niewiele się zmieniły od powstania naszego Układu Słonecznego ponad 4,6 miliarda lat temu. Satelity Ziemi niekoniecznie są bardzo małe. Tak więc w 2006 roku astronomowie z University of Arizona odkryli miniksiężyc 2006 RH120 wielkości samochodu. Okrążył Ziemię w niecały rok, po czym ponownie wznowił ruch wokół Słońca.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Technologie Big Data dla służby zdrowia

▪ Rośliny pomagają zwalczać grypę

▪ Sterownik wyświetlacza LED MAX6957

▪ Przezroczysty telewizor OLED Mi TV Lux Transparent Edition

▪ Innowacyjny lidar Velodyne VLS-128

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Cywilna komunikacja radiowa. Wybór artykułów

▪ artykuł Ścieżka historyczna to nie chodnik Newskiego Prospektu. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Skąd się wziął tenis? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Pętla Burlatskaya. Wskazówki turystyczne

▪ artykuł Biomasa jako stale odnawialne źródło paliwa. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Generatory barierowe RF na tranzystorach bipolarnych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

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

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024