Сигнализатор загазованности

Взрывы и пожары, возникающие в результате утечки газа, к сожалению, не редкость. Отдавая должное деятельности административных органов и аварийных служб, всё-таки можно кое-что

сделать и своими руками для минимизации этой опасности. Уже существует 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. 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 датчика загазованности TGS производства японской фирмы Figaro Inc. Он состоит из керамической трубки, поверхность которой покрыта слоем резиста, чувствительного к той или иной группе Датчик газа 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.

Сигнализатор загазованности с датчиком, схема которого показана на рис. 2, чувствителен к пропану, бутану и метану. 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 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.

Рис. 2. Принципиальная схема

При загазованности, достигшей определенной концентрации (ниже, конечно, взрывной), 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 опасности, а вентилятор начнет откачку загазованного воздуха.
Подстроечный резистор R5 — СПЗ-38а или любой другой. Конденсаторы С1, С2 — любые оксидные, СЗ — КМ-6 или К10-17. В качестве реле К1 может быть использовано любое
12-вольтовое реле в герметитичном исполнении, например, РЭС8 (паспорт РС4.590.063).
Пьезосирена BF1 — любая 12-вольтовая, в том числе и самодельная.

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.

График концентрации газа 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 сигнализатор загазованности 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.

Читайте ещё:

<<<Назад