Czujnik oparów alkoholu. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Elektronika w medycynie

 Komentarze do artykułu

Ilość spożywanego alkoholu „na mieszkańca” (a dokładniej na organizm) alkoholu jest w niektórych przypadkach bardzo krytyczna (na przykład dla kierowców). W wielu krajach europejskich (Niemcy, Finlandia, Polska itp.) kilka lat temu na wolnym rynku pojawiły się wykrywacze oparów alkoholu, czyli tzw. „alkotestery” (Roadtest). Oczywiście nie są to urządzenia profesjonalne, ale pozwalają też zapanować nad „zapachem” i ocenić swój stan po zażyciu czegoś „rozgrzewającego”. Opcje alkomatu. produkowanych przez różne firmy, jest ich wiele, ale nie ma jeszcze podobnych urządzeń produkcji krajowej w wolnej sprzedaży.

„Alcotester” (rys. 1) jest analizatorem alkoholu, a także toluenu, ksylenu i innych lotnych substancji organicznych. W górnej części urządzenia znajduje się wymienna plastikowa rurka, która służy do wdmuchiwania powietrza przez usta (do urządzenia). Po włączeniu zasilania słychać krótki sygnał dźwiękowy (peak-peak), po 1 ... 2 s - drugi (podobny do pierwszego), a na wskaźniku miga słowo „Czekaj” (poniżej, pod liczby). W tym czasie 10...12 s czujnik przechodzi w tryb pomiarowy. Następnie trzeci sygnał dźwiękowy to wskazuje. czy urządzenie jest gotowe do pracy (do analizy odbieranego powietrza). W tym samym czasie na wskaźniku „Czekaj” zostaje zastąpione przez „Gotowe”.

Jeśli po trzecim sygnale „nie dmuchaj w rurkę*”, urządzenie wykryje to samo powietrze, które już przeanalizowało i nie znajdując różnic, w ciągu 10…12 s wyda werdykt negatywny (w medycynie negatywny wynik uznaje się za dobry, nie potwierdzający diagnozy). Stan ten sygnalizowany jest na wskaźniku napisem „OFF” (brak jakichkolwiek sygnałów). System automatycznego wyłączania wyłącza zasilanie urządzenia po około 1.5 minuty (w celu oszczędzania baterii ).W przypadku wykrycia oparów alkoholu w wydychanym powietrzu urządzenie podaje cyfrowe odczyty na wskaźniku (maksymalnie 4000 - wystarczy zapomnieć o aucie) i potwierdza swoje badanie niekończącymi się sygnałami, które można wyłączyć albo przyciskiem przycisk „Resetuj” (najpierw test) lub „Zasilanie”.

W urządzeniu zainstalowany jest specjalny czujnik obecności zanieczyszczeń w powietrzu typu TGS-2620 (Taguchi Gas Sensor - Rys. 2) firmy Figaro Engineering Inc (Japonia). Pionierem tych czujników w 1962 roku był japoński wynalazca N. Taguchi. Większość czujników TGS (TGS-822, TGS-2620) bazuje na tlenku cyny. Odporność tych czujników na prąd stały w zwykłym powietrzu jest wysoka, aw obecności zanieczyszczeń (pary pochodzenia organicznego) w powietrzu, rezystancja gwałtownie spada.

Zależność rezystancji względnej czujnika od stężenia gazu przedstawiono na rys.3. Czujniki nie są uniwersalne, np. czujnik oparów alkoholu nie reaguje na obecność freonu. Typowy obwód przełączania czujnika pokazano na rys.4.

(kliknij, aby powiększyć)

Jeśli podłączysz taki czujnik do komparatora (urządzenia porównawczego), ten ostatni zareaguje na zmianę rezystancji czujnika i włączy alarm. Do efektywnej pracy czujników wymagane jest stałe napięcie około 5 V. Dlatego takie urządzenie z powodzeniem może być używane z autonomicznym zasilaniem np. z 3-4 miniaturowych baterii AAA. Tylko koszt czujników niepokoi - prawie 50 USD. Proponowane urządzenie działa na podobnej zasadzie, z tą różnicą, że nie posiada pośrednich sygnałów dźwiękowych i wskazań cyfrowych, ale pokazuje tylko dwa stany: pijany (dźwięk trwa do wyłączenia zasilania) lub nie pijany (brak dźwięku). .

Schemat działania „Alkotestera” z czujnikiem TGS-2620 przedstawiono na rys.5.

(kliknij, aby powiększyć)

Napięcie zasilania grzałki czujnika B1 jest doprowadzane do jego wyjścia 1, wyjście grzałki 4 jest podłączone do wspólnego przewodu.Do przetwarzania sygnału wyjściowego czujnika służy komparator DA2 (K554SAZ), który porównuje napięcia na jego wejściach. Wejście nieodwracające komparatora jest podłączone do wyjścia 2 czujnika, a wejście odwracające do łańcucha R2-R3-R4-R5, który tworzy skompensowane temperaturowo (dzięki termistorowi R2) napięcie odniesienia U0 .

Wzmacniacz operacyjny DA1 z elementami VD1, R6, C2, R7, R9 zapewnia opóźnienie 1 ... 1,5 minuty, niezbędne do wyeliminowania fałszywych alarmów po włączeniu zasilania i pomiarach. Bez tego opóźnienia urządzenie może uruchomić alarm niezależnie od obecności oparów alkoholu.

Gdy zmiana napięcia wyjściowego B1 pod wpływem oparów alkoholu o stężeniu przekraczającym ustawioną granicę zadziała komparator DA1, wysoki poziom na jego wyjściu zapewnia zadziałanie kapsuły dźwiękowej z wbudowanym generatorem HA1 lub innym urządzeniem alarmowym włączone.

Bez układu kompensacji temperatury sygnał czujnika mógłby zmieniać się w zakresie 600...3400 ppm przy zadanym stężeniu par alkoholu 1500 ppm (w temperaturze otoczenia 20°C i wilgotności 65%). Zależność rezystancji względnej czujnika od temperatury otoczenia przedstawiono na rys.6.

Termistor R1 służy do kompensacji temperatury. Napięcie U0 może zmieniać się w zakresie 2,5...3,2 V przy temperaturze otoczenia +40°C i wilgotności względnej powietrza 65% i odpowiednio w zakresie 1,9...3,1 V przy temperaturze - 10° Z.

Wyniki zastosowania rezystora kompensującego temperaturę przedstawiono w tabeli.

Kondensator C1 wygładza tętnienia napięcia, gdy urządzenie jest zasilane z sieci elektrycznej. Dioda VD1 zapobiega prądowi upływowemu kondensatora tlenkowego C2, szczegóły. Termistor R1 - typ NTC. MMT lub podobny. Tranzystor VT1 zostaje zastąpiony przez KT601, KT603, KT940 z dowolnym indeksem literowym, układ DA1 zostaje zastąpiony przez KR140UD1208, KR140UD6. Dioda VD1 - KD521, KD522 z dowolnym indeksem literowym. Kondensatory tlenkowe CI, C2 - typ K50-29 lub podobne.

Emiter dźwięku HA1 - dowolny z wbudowanym generatorem AF na napięcie 5...12 V. Dla dodatkowej sygnalizacji świetlnej, równolegle z kapsułą HA1 można podłączyć diodę LED (typu AL307BM lub podobną o prądzie do do 10 mA) z anodą do zasilania „+” z rezystorem połączonym szeregowo 470...750 Ohm. Zasilanie urządzenia (jeśli nie używasz baterii) jest stabilizowane, napięciem 5 V (± 5%). Pobór prądu nie przekracza 70 mA (bez wskaźnika LED). Z wyjątkiem czujnika TGS-2620. W układzie tym można zastosować czujniki Murata TGS-880, TGS-2181 lub TGS-822 (napięcie zasilania - 12...15 V).

Autor: A.Kashkarov, G.S. -Petersburg

Zobacz inne artykuły Sekcja Elektronika w medycynie.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Klawiatura Primium Seneca 05.05.2024

Klawiatury są integralną częścią naszej codziennej pracy przy komputerze. Jednak jednym z głównych problemów, z jakimi borykają się użytkownicy, jest hałas, szczególnie w przypadku modeli premium. Ale dzięki nowej klawiaturze Seneca firmy Norbauer & Co może się to zmienić. Seneca to nie tylko klawiatura, to wynik pięciu lat prac rozwojowych nad stworzeniem idealnego urządzenia. Każdy aspekt tej klawiatury, od właściwości akustycznych po właściwości mechaniczne, został starannie przemyślany i wyważony. Jedną z kluczowych cech Seneki są ciche stabilizatory, które rozwiązują problem hałasu typowy dla wielu klawiatur. Ponadto klawiatura obsługuje różne szerokości klawiszy, dzięki czemu jest wygodna dla każdego użytkownika. Chociaż Seneca nie jest jeszcze dostępna w sprzedaży, jej premiera zaplanowana jest na późne lato. Seneca firmy Norbauer & Co reprezentuje nowe standardy w projektowaniu klawiatur. Jej ... >>

Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie 04.05.2024

Odkrywanie kosmosu i jego tajemnic to zadanie, które przyciąga uwagę astronomów z całego świata. Na świeżym powietrzu wysokich gór, z dala od miejskiego zanieczyszczenia światłem, gwiazdy i planety z większą wyrazistością odkrywają swoje tajemnice. Nowa karta w historii astronomii otwiera się wraz z otwarciem najwyższego na świecie obserwatorium astronomicznego - Obserwatorium Atacama na Uniwersytecie Tokijskim. Obserwatorium Atacama, położone na wysokości 5640 metrów nad poziomem morza, otwiera przed astronomami nowe możliwości w badaniu kosmosu. Miejsce to stało się najwyżej położonym miejscem dla teleskopu naziemnego, zapewniając badaczom unikalne narzędzie do badania fal podczerwonych we Wszechświecie. Chociaż lokalizacja na dużej wysokości zapewnia czystsze niebo i mniej zakłóceń ze strony atmosfery, budowa obserwatorium na wysokiej górze stwarza ogromne trudności i wyzwania. Jednak pomimo trudności nowe obserwatorium otwiera przed astronomami szerokie perspektywy badawcze. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Precyzyjne pomiary masy bozonu W 17.02.2018 Naukowcy pracujący w eksperymencie ATLAS w Wielkim Zderzaczu Hadronów dokonali pierwszych w historii bardzo precyzyjnych pomiarów masowo-energii bozonu W. Bozon ten jest jedną z dwóch cząstek elementarnych odpowiedzialnych za siły słabych oddziaływań jądrowych, jednego z czterech rodzajów sił fundamentalnych, które determinują zachowanie i właściwości całej materii w naszym wszechświecie. Uzyskana przez naukowców wartość masy bozonu W wynosi 80370+-19 MeV (megaelektronowolt), co w pełni mieści się w ramach Standardowego Modelu Fizyki Cząstek, teorii opisującej wszystkie znane cząstki elementarne i rodzaje oddziaływań między nimi . Pomiar masy bozonu W opiera się na zbiorze danych około 14 milionów takich cząstek zebranych w 2011 roku, kiedy zderzacz pracował jeszcze przy 7 TeV. Otrzymana wartość odpowiada danym z poprzednich pomiarów wykonanych przy akceleratorach LEP (przodka LHC) i Tevatron. Kluczowym punktem dla pomiarów była bardzo precyzyjna kalibracja czujników eksperymentu ATLAS oraz szczegółowe modelowanie procesu generowania bozonu W. A faktyczne pomiary zostały wykonane na podstawie danych o zdarzeniach związanych z bozonami Z oraz wyników innych pomiarów pośrednich. Bozon W jest jedną z najcięższych znanych cząstek. Została odkryta w 1983 roku w Super protonowo-antyprotonowym akceleratorze synchrotronowym Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych CERN, a w 1984 roku przyznano za to odkrycie Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Pomimo tego, że właściwości bozonu W są badane od ponad 30 lat, nikt nigdy nie był w stanie zmierzyć jego masy z wystarczająco dużą dokładnością. „Dane zebrane przy akceleratorach poprzednich generacji przez cały okres ich eksploatacji nie mogły zapewnić niezbędnej dokładności pomiaru masy bozonu W” – mówi Tancredi Carli, jeden z koordynatorów Współpracy ATLAS. „Udało nam się zebrać wszystkie niezbędne dane tylko za rok pracy akceleratora, a teraz, gdy zderzacz pracuje na pełnych obrotach, mamy dobrą okazję do uzyskania dokładniejszych wyników i badań w zakresie tzw. fizyka, fizyka wykraczająca poza Model Standardowy”. Podsumowując, należy zauważyć, że bardzo precyzyjny pomiar masy bozonu W, prawdziwego kwarka i bozonu Higgsa jest kluczowym momentem w poszukiwaniach nowej fizyki. Wszak każde odchylenie praktycznie uzyskanej wartości masy od teoretycznej może wskazywać na istnienie zupełnie nowych zjawisk, które są sprzeczne z Modelem Standardowym.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Teleportacja logiki kwantowej

▪ Procesory 7 nm Ryzen Pro 4000 do laptopów biznesowych

▪ Kontenerowiec z systemem autopilota

▪ Komputer na wodzie

▪ Wyświetlacze LCD z serii HS

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja strony Historia technologii, technologii, obiektów wokół nas. Wybór artykułów

▪ artykuł To sukinsyn, ale to nasz sukinsyn. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Czym jest operetka? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Karty śnieżne do sportu i rekreacji. Transport osobisty

▪ Artykuł Różne sposoby na włosy. Proste przepisy i porady

▪ artykuł Tyco Electronics / Złącza serii AMP MicroCPC. 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