КОНТРОЛЬ ВЗРЫВООПАСНЫХ ГАЗОВ

КОНТРОЛЬ ВЗРЫВООПАСНЫХ ГАЗОВ
Ю. ВИНОГРАДОВ, г. Москва

   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. Радиолюбители создали немало различных электронных устройств и приборов для быта. Однако в области газового контроля их почти нет.

    Причина проста очень трудно найти датчики, преобразующие концентрацию газа в какую-либо легко регистрируемую электронным способом величину — напряжение, ток, сопротивление и т. п. Но такие датчики существуют [1, 2]. Способностью реагировать на изменение концентрации газа обладают некоторые окислы, особенно SnO2 — диоксид олова, легированный различными присадками.
На рис. 1,а показан внешний вид, а на рис.1,б схематично изображена конструкция газового датчика TGS производства фирмы Figaro IncРис1. Контроль взрывоопасных газов. Датчик. (Япония). Он 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 тем, что изменяет свое сопротивление. Нагревательный элемент — продетая в трубку электрическая спираль (2 и 5 — ее выводы).
    Для уменьшения отвода тепла трубка соединена с выводами 1—3 и 4—6 четырьмя тонкими проводниками, фиксирующими ее в подвешенном состоянии. Эти попарно соединенные друг с другом выводы являются выводами газочувствительного резиста.
    Схема прибора с датчиком, чувствительным к пропану, бутану и метану, показана на рис. 2. DA1 — стабилизатор напряжения. Для снижения мощности, рассеиваемой на микросхеме DA1, установлен резистор R1, снижающий напряжение на ее входе примерно до 10 В (ток подогрева датчика В1 — 0,2 А, падение напряжения на микросхеме К142ЕН5В не должно быть менее 2,5 В).
    Движок резистора R5 устанавливают так, чтобы в незагазованном помещении напряжение на неинвертирующем Рис2. Контроль взрывоопасных газов. Принципиальная схема.входе компаратора DA2 несколько превышало бы напряжение на его инвертирующем входе. В этом случае напряжение на прямом выходе компаратора (вывод 9) близко к питающему и транзистор VT1 надежно закрыт.
    При загазованности, достигшей определенной концентрацииgas_table.gif (16278 bytes) (ниже,конечно, взрывной, см таблицу из [1]), сопротивление датчика В1 понизится до такой величины, что напряжение на неинвертирующем входе станет меньше, чем на инвертирующем. В этом режиме напряжение на выводе 9 компаратора будет близко к нулю. Транзистор VT1 откроется, сирена BF1 оповестит окружающих о газовой Рис.3 Кривая зависимости сопротивления датчика от концентрациии газа.опасности, а вентилятор начнет откачку загазованного воздуха. Подстроечный резистор R5 — СПЗ-38а или любой другой. Конденсаторы С1, С2 — любые оксидные, СЗ — КМ-6 или К10-176. В качестве реле К1 может быть использовано любое 12-вольтное реле в герметитичном исполнении, например, РЭС8 (паспорт РС4 590 063). Пьезосирена BF1 — любая 12-вольтная, в том числе и самодельная [3].
    Поскольку калибровку прибора непосредственно по концентрации газа из соображений безопасности рекомендовать нельзя, выставить нужный порог его срабатывания можно расчетным путем, ориентируясь на график, приведенный на рис. 3. Здесь Ro — сопротивление датчика TGS813C в атмосфере, содержащей воздух и 0,1 % метана, a R — его сопротивление при иной загазованности. 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 датчика.
В том, что прибор обладает высокой чувствительностью, следует все-таки убедиться на поднесенную к датчику газовую зажигалку (со сбитым пламенем) он должен отреагировать тревожным сигналом с задержкой в несколько секунд.
    Заметим в заключение, что хотя включение вентилятора будет происходить во взрывобезопасной атмосфере, искрение в нем должно быть исключено в принципе, т е его электродвигатель не может быть коллекторным.

ЛИТЕРАТУРА

1 Виглеб Г. Датчики — М.: Мир, 1989, с. 99—112.

2. http://www.figarosensor.corn

3 Виноградов Ю. Пьезосирена в охранной сигнализации — Радио,1998,№ 5,с 44
Хостинг от uCoz