מדי ריכוז פחמן חד חמצני. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / טכנולוגיית מדידה

 הערות למאמר

כידוע, פחמן חד חמצני (פחמן חד חמצני, CO) הוא מאוד רעיל ורעיל. חריגה מהריכוז המותר שלו באוויר עלולה להוביל למוות של אדם בחדר מזוהם בגז. גז זה הוא חסר ריח וצבע, מה שהופך אותו למסוכן במיוחד, מה שמקשה על זיהוי בזמן ללא מכשירים מיוחדים, אשר בדרך כלל משתמשים בחיישנים מוליכים למחצה או אלקטרוכימיים.

חיישני פחמן חד חמצני מוליכים למחצה הם הרבה יותר זולים מאלקטרוכימיים, אבל הם משמשים, ככלל, רק כדי לאותת על נוכחות של פחמן חד חמצני באוויר, אך לא כדי למדוד במדויק את הריכוז שלו, שעבורם יש צורך להשתמש בחיישנים אלקטרוכימיים.

אם נתאר את פעולתו של חיישן אלקטרוכימי בצורה פשוטה ביותר, ניתן לומר שבמהלך פעולתו, הגז שזוהה חודר לאזור בו מתרחשת תגובת חמצון-הפחתת האלקטרודה, מה שמוביל להופעת אות. חיישן גז אלקטרוכימי מורכב משתיים או שלוש אלקטרודות לתגובה קטליטית אלקטרוכימית, שקועה באלקטרוליט. המתח באלקטרודת העבודה של החיישן עומד ביחס ישר לריכוז הגז, אותו ניתן לקבוע על ידי מדידת מתח זה.

תיאור של מנתח ריכוזי פחמן חד חמצני באמצעות חיישן אלקטרוכימי בעל שתי אלקטרודות פורסם ב [1]. הוא משתמש בחיישן TGS5042, שהוא זול יחסית, אך בעל רגישות נמוכה, שאינה מאפשרת מדידת ריכוזי CO נמוכים ברמת דיוק גבוהה. ומד ריכוז הפחמן החד חמצני, על פי מסמכים רגולטוריים, חייב לקבוע במדויק ערכים קטנים של ריכוזו, החל מיחידות של מיליגרם למטר מעוקב (ברוסיה, ריכוז המזהמים באוויר נמדד בדרך כלל בדיוק ביחידות אלו, עבור פחמן חד חמצני 1 מ"ג/מ"ר³ = 0,86 עמודים לדקה).

מסמכים [2, 3] דורשים שריכוז הפחמן החד חמצני באוויר הפתוח לא יעלה על 3 מ"ג/מ"ר³ (ממוצע יומי) ו-5 מ"ג/מ"ר³ (שִׂיא). באוויר פנימי הריכוז לא יעלה על 20 מ"ג/מ"ר³ לאורך כל יום העבודה, 50 מ"ג/מ"ר³ - תוך שעה, 100 מ"ג/מ"ר³ - תוך 30 דקות או 200 מ"ג/מ"ר³ תוך 15 דקות הטבלה מציגה את הרגישות ואת ריכוזי הפחמן החד חמצני המרביים הניתנים למדידה עבור כמה חיישנים אלקטרוכימיים בעלי שתיים ושלוש אלקטרודות.

שולחן

בין חיישני שתי האלקטרודות המוצגים בטבלה זו, לחיישן CO/SF-2E יש את הרגישות הגבוהה ביותר [4]. התרשים של מד רמת ריכוז פחמן חד חמצני עם חיישן כזה מוצג באיור. 1.

אורז. 1. תרשים של מד ריכוז פחמן חד חמצני (לחץ להגדלה)

בהשוואה למטר המתואר ב-[1], רק בסיס האלמנטים השתנה. המיקרו-מעגל TSZ1IDT [122], המורכב משני מגברי הפעלה מדויקים, שימש כ-DA5, מה שמאפשר למדוד את ריכוז הפחמן החד חמצני בדיוק גבוה יותר. מתח היסט הקלט הטיפוסי של מגברים הפעלה אלה הוא 1 µV וזרם הכניסה הוא 50 pA. Op-amp DA1.1 ממיר את זרם הפלט של החיישן למתח (U_בחוץ=I_дR4). הערך של הנגד R4 נבחר לתת מקדם המרה של 10 mV לכל 1 mg/m³. המחוון הוא מד מתח דיגיטלי מובנה SM3D-DV2 (PV1) עם מגבלת מדידה של 1999 mV, המאפשר למדוד ריכוזי פחמן חד חמצני עד 199,9 מ"ג/מ"ר³ עם רזולוציה של 0,1 מ"ג/מ"ר³.

Op-amp DA1.2 והטרנזיסטור VT2 יוצרים השוואת מתחים. סף התגובה שלו, שנקבע על ידי הנגדים R5 ו-R6, הוא 200 mV, המתאים לריכוז פחמן חד חמצני של 20 מ"ג/מ"ר³. הנגד R7 מספק היסטרזיס קל במאפיין המיתוג של המשווה, ומונע ממתח המוצא שלו לקפוץ ברגע הפעולה. השוואת מופעלת מדליקה את פולט צליל ה-piezo HA1 (עם מחולל מובנה), אשר יוצר אות אזעקה קולי. באמצעות מצמד אופטו U1, אות האזעקה נשלח למכשיר הבקרה על האלמנטים של מערכת אוורור החדר - פותחני חלונות טרנסום ומאווררי פליטה.

כדי למנוע קיטוב של חיישן B1, יש צורך לשמור על האלקטרודות שלו מחוברות זו לזו כאשר החשמל כבוי. לשם כך, טרנזיסטור אפקט השדה VT1 של ערוץ p מתוכנן, פתוח בהעדר כוח, אך סגור כאשר מופעל על השער שלו מתח של +5 V ביחס למקור.

פיזור הרגישות של חיישני CO/SF-2E מגיע ל-±20%. לכן, יש צורך לכייל את המכשיר המיוצר לפי קריאות של מד ריכוז פחמן חד חמצני סטנדרטי, רצוי מאומת באחת מהמעבדות הרבות לתחזוקת מערכות בקרת גז. במהלך תהליך הכיול, רגישות המכשיר מותאמת על ידי בחירת ההתנגדות של הנגד R4. די להגדיר את סף תגובת ההשוואה בדיוק של ±5%.

חיישני שלוש אלקטרודות, בהשוואה לשתי אלקטרודות, הם בעלי מאפיינים טכניים גבוהים יותר, מה שמגביר את דיוק המדידות. אבל דיאגרמת החיבור לחיישן כזה מסובכת יותר. אם אתה משתמש בחיישן אלקטרוכימי בעל שלוש אלקטרודות מתוצרת רוסית 2FS-90L [6], ניתן להרכיב מד ריכוז פחמן חד חמצני בהתאם למעגל המוצג באיור. 2.

אורז. 2. תרשים של מד ריכוז פחמן חד חמצני (לחץ להגדלה)

לחיישן זה שלוש אלקטרודות: W - אלקטרודת מדידה או עבודה, C - אלקטרודת ייחוס, R - אלקטרודת עזר. כדי להפעיל חיישן בעל שלוש אלקטרודות, משתמשים בדרך כלל ביחידה מיוחדת - פוטנטיוסטט, אשר חייב להבטיח במדויק תזוזה אפסית של הפוטנציאל של אלקטרודת המדידה ביחס לאלקטרודת הייחוס. ככלל, פוטנציוסטט לחיישן בן שלוש אלקטרודות מורכב על פי סכימה סטנדרטית, אותה ניתן למצוא במדריכים לשימוש בחיישנים שפורסמו על ידי היצרנים שלהם [7-10].

המד משתמש במיקרו-מעגל TSZ124IPT המכיל ארבעה מגברים באותם מגברים כמו ב-TSZ122lDT. טרנזיסטור VT1 משמש למניעת קיטוב של החיישן. מחלק מתח התנגדות R1R2 ו-op-amp DA1.1 יוצרים "אדמה" מלאכותית, שהפוטנציאל שלה שווה למחצית מתח האספקה ​​של המכשיר. מגברי הפעלה DA1.2 ו-DA1.3 הם אלמנטים פוטנטיוסטטים. הנגד R9 מגדיר את מקדם ההמרה של זרם האלקטרודה של חיישן W למתח. כמו במקרה הקודם, אם R9 = 117 קילו אוהם, ריכוז הפחמן החד חמצני הוא 1 מ"ג/מ"ר³ מתאים למתח של 10 mV ביציאה של הפוטנטיוסטט.

היצרן של חיישן 2FS-90L מבטיח את הרגישות שלו של 100 nA/ppm עם סטייה של לא יותר מ-10%. אם דיוק מדידה כזה מספיק, אתה יכול לעשות בלי לכייל את המכשיר, אם כי בדיקתו מול קריאות של מד סטנדרטי לא תזיק.

כדי למדוד את ריכוז הפחמן החד חמצני ב-ppm (חלקים למיליון), בשתי הגרסאות של המונה די בהפחתת ההתנגדות של הנגד שקובע את מקדם ההמרה של זרם החיישן למתח ל-100 קילו אוהם (בהתבסס על יחס של 1 מ"ג/מ"ר³ = 0,86 עמודים לדקה). במידת הצורך, אתה יכול לספק שני מאזני מדידה על ידי הכנסת מתג נגד שני מצבים לתוך המכשיר.

כדי להפעיל את שני המכשירים, אתה יכול להשתמש בספק אל פסק, המורכב בהתאם למעגל המוצג באיור. 3. הוא פועל גם מרשת ~230V וגם מתא גלווני במתח של 1,5V. זה מאפשר להשתמש במונה לא רק בתנאים נייחים, אלא גם בשטח.

אורז. 3. תרשים של אל פסק (לחץ להגדלה)

ממיר מתח AC-DC U1 (זה יכול להיות מתאם רשת רגיל), כאשר הוא מחובר לרשת, מייצר מתח DC של 5 V במוצא. רשת וחזרה. כאשר הממיר U1 פועל והמתח במוצא שלו גבוה מהמתח של האלמנט הגלווני G1, טרנזיסטור אפקט השדה VT1 נסגר, מכיוון שלמתח בין השער שלו למקור יש קוטביות שסוגרת את הטרנזיסטור של ערוץ p. . המתח של 1V מסופק לאחר מכן דרך הדיודה הפתוחה VD1. כאשר הממיר U5 מנותק מהרשת, המתח בשער של הטרנזיסטור VT1 הופך לאפס ביחס לחוט המשותף. לאחר טעינת קבל C1 דרך הדיודה הפנימית של טרנזיסטור אפקט השדה למתח העולה על מתח הסף של טרנזיסטור VT1, תיפתח ערוץ מקור הניקוז שלו. מנקודה זו ואילך, זרם העומס של אלמנט G2 יזרום דרך התנגדות התעלה הפתוחה הנמוכה ביותר.

לאחר מכן, מתח של 5 V להנעת המונה מופק על ידי ממיר מתח מדרגה DA1 (HT7750A). נוכחות המתח במוצא שלו מסומנת על ידי LED HL1.

ספק הכוח צריך להיות מצויד במשרן L1 עם התנגדות DC נמוכה ומקדם איכות גבוה. הוא חייב להיות מתוכנן לזרם של עד 2 A, להיות בעל ליבה מגנטית בצורת מוט פריט ולהיות כרוך בחוט נחושת בקוטר של לפחות 0,5 מ"מ. קבלי התחמוצת C1 - C3 הם טנטלום, הקבל C4 הוא קרמי.

במקום מגבר ההפעלה מסדרת TSZ12x, ניתן להשתמש במגברי הפעלה מדויקים אחרים עם מתח היסט הנמוך ביותר וזרם כניסה נמוך במדדי ריכוז פחמן חד חמצני. נגדים R4-R6 (ראה איור 1) ו-R1-R5, R9-R11 (ראה איור 2) חייבת להיות סטייה מהערך הנומינלי של לא יותר מ-1%.

הערה. לפעולה אמינה של מתג ההפעלה האוטומטי, השער של הטרנזיסטור VT1 חייב להיות מחובר לחוט המשותף (מינוס של אלמנט G1) עם נגד עם התנגדות של 10...100 קילו אוהם. מתח מקור השער של הטרנזיסטור KP507A יכול להיות בטווח של 0,8...2 V. אם לטרנזיסטור המופעל יש ערך מוחלט הגדול מהמתח של אלמנט G1, אז כאשר פועלים מהאחרון, ערוץ הטרנזיסטור יהיה לא פתוח והמתח יסופק לטעינה רק דרך דיודת ההגנה המובנית של הטרנזיסטור. ירידת המתח על פני דיודה זו (כ-0,6 וולט) תפגע משמעותית ביעילות הממיר. במצב כזה עדיף להחליף את הטרנזיסטור בדיודה שוטקי, בדומה ל-VD1, המחברת אותו עם האנודה לפלוס של G1, ואת הקתודה לנקודת החיבור של הקבל C2, הקתודה של הדיודה VD1. והמשרן L1.

ספרות

1. Kornev A. מנתח ריכוזי פחמן חד חמצני. - רדיו, 2014, מס' 5, עמ'. 36, 37.
2. ריכוזים מקסימליים (MPC) של מזהמים באוויר האטמוספרי של אזורים מיושבים. תקני היגיינה GN 2.1.6.1338-03 (אושרו על ידי רופא תברואתי המדינה הראשי של הפדרציה הרוסית ב-25 ביוני 2003). - כתובת אתר: ohranatruda.ru/ot_ biblio/normative/data_normativ/42/4-2030/index/php.
3. ריכוזים מקסימליים (MPC) של חומרים מזיקים באוויר של אזור העבודה. תקני היגיינה GN 2.2.5. 1313-03 (אושר על ידי רופא תברואתי המדינה הראשי של הפדרציה הרוסית ב-27 באפריל 2003). - כתובת אתר: norm-load.ru/SNiP/Data1 / 42/42033/index.htm.
4. MEMBRAPOR חיישני גז אלקטרוכימיים. גיליון מפרט עבור חיישן CO מסוג CO/SF-2E-S. - כתובת אתר: membrapor.ch/sheet/CO-SF-2E-S.pdf.
5. TSZ121, TSZ122, TSZ124 דיוק גבוה מאוד (5 pV) מגברים תפעוליים 5 V אפס סחיפה. - כתובת אתר: mouser.com/ds/2/389/tsz1 21 -957398.pdf.
6. תאים אלקטרוכימיים 2FS-90L. - כתובת אתר: deltainfo.ru/content/elektrokhimicheskie-yacheiki-2fs-90l.
7. יישום חיישנים אלקטרוכימיים הערה 2 עיצוב של אלקטרוניקה עבור חיישני גז אלקטרוכימיים. - כתובת אתר: sgxsensortech. com/content/uploads/2014/08/AN2-Design-of-Electronics-for-Electrochemical-Cells.pdf.
8. הערת יישום MEM1 חיישן גז אלקטרוכימי. - כתובת אתר: ממברנה. ch/sheet/Application_Note_MEM1.pdf.
9. הערת מעגל CN-0357. - URL: אנלוגי. com/media/en/reference-design-documentation/reference-designs/CN0357.pdf.
10. הערת יישום AN4348. מיזוג אותות עבור חיישנים אלקטרוכימיים. - כתובת אתר: st.com/content/ccc/resource/technical/document/application_note/b7-/3a/2b/63/6c/10/46/27/DM00093722.pdf.

מחבר: א.קורנב

ראה מאמרים אחרים סעיף טכנולוגיית מדידה.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון לסין יש כבר יותר ממיליארד מנויים ניידים 31.05.2012 כולם ידעו שהאירוע הזה מתקרב, אבל כעת משרד התעשייה וטכנולוגיית המידע של סין הודיע ​​רשמית שמספר המנויים הסלולריים הפעילים במדינה המאוכלסת ביותר בעולם הגיע לציון מרשים של 1, כלומר, הוא עבר את מחסום פסיכולוגי של 030 מיליארד. לפי משרד הסטטיסטיקה, זה הושג הודות לתוספת של 052 מיליון מנויים חדשים ברבעון הראשון. ולמרות שרוב המכשירים הם טלפונים מתקדמים, שוק הסמארטפונים בסין הוא כבר היום הגדול בעולם, הן מבחינת משלוחים והן מבחינת הפעלה. מספר המשתמשים בסמארטפונים גדל במהירות, בעיקר בזכות מכשירי אנדרואיד, שחלקם, לפי אנליזיס, בסוף 2011 עמד על 68%. וכרגע ניכר כי הפוטנציאל של שוק הסמארטפונים רחוק מלהיות מיצוי בארץ. כמובן שצמיחת שוק הסלולר מלווה בהצטמקות בשוק הטלפונים המסורתיים: מספר המשתמשים בטלפונים קוויים ירד ביותר ממיליון ב-4 החודשים הראשונים של 2012, לסביבות 283. עם זאת, באופן כללי, עסקי הטלקומוניקציה של סין ממשיכים לצמוח חזק: ברבעון הראשון של השנה הסתכמו ההכנסות הכוללות בכ-758 מיליארד דולר, שהם 000% יותר מהשנה שעברה. אגב, עוד בינואר השנה הודיעה סין כי התגברה על אבן דרך חשובה נוספת: מספר משתמשי האינטרנט במדינה עלה על 500 מיליון איש. ללא ספק, הגידול במספר בעלי הסמארטפונים בסין, במיוחד אלו עם תמיכה ב-3G, יספק גם גידול במשתמשי האינטרנט. על פי חברת האנליטיקה הסינית Sino Market Research, באפריל סמסונג הקוריאנית שלטה בשוק הסמארטפונים ה-3G במספר המכירות עם נתח של 22,75%, בעוד שהמיקומים של ארבע חברות נוספות בחמישייה המובילות היו מיוצגות על ידי מותגים מקומיים. אנחנו מדברים על Coolpad עם נתח של 11,17%, Huawei עם 10,92%, לנובו עם 10,21% ו-ZTE עם 9,28%. בין שאר החברות הזרות מזכיר הדו"ח את אפל עם נתח של 8,52%, מוטורולה מוביליטי עם 4,14%, נוקיה עם 3,95% ו-HTC עם 2,82%. הנוכחות ההולכת וגוברת של מותגים מקומיים בשוק הסמארטפונים ה-3G של סין מונעת בעיקר ממכירות של מכשירי טלפון בינוניים ובינוניים באמצעות הצעות חוזים של China Mobile, China Telecom ו-China Unicom.

עוד חדשות מעניינות:

▪ סוני מוציאה בהדרגה את כונני התקליטורים וה-DVD

▪ הקליט את מרסקווייק הראשון אי פעם

▪ ספאם דרך טלוויזיות ומקררים

▪ חדר כושר על הסיפון

▪ רמקולי מוזיקה LG XBoom XL7 ו-XL5

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע אתר גלאי חוזק שדה. בחירת מאמרים

▪ מאמר לא נעמוד על המחיר. ביטוי עממי

▪ כתבה איזה סחורה היא המסוכנת ביותר? תשובה מפורטת

▪ מאמר נהלים תרמיים. בריאות

▪ מאמר ריתוך - משלו. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר שנאים אלקטרוניים למנורות הלוגן 12 V. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

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

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר

www.diagram.com.ua
2000-2024