Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Датчик газа — zlab.zolotcev.ru

MQ-2 — Датчик для обнаружения горючего газа и дымаMQ-2. Датчик для обнаружения горючего газа и дыма. Датчик газа MQ-2 позволяет обнаруживать наличие в окружающем воздухе углеводородных газов (пропан, метан, н-бутан), дыма (взвешенные частицы, являющиеся результатом горения), водорода. 
MQ-3 — Датчик обнаружения паров спирта C2H5OH. Аналоговой датчик газа MQ3 позволяет обнаруживать наличие паров спирта в воздухе или при дыхании, в парфюмерии или спиртных напитках.
MQ-4 — Датчик обнаружения природного газа и метана. Аналоговый датчик газа (MQ4) для обнаружения метана. Этот датчик предназначен для определения концентрации метана (Ch5) в воздухе, паров алкоголя, сигаретного и кухонного дыма. А так как этот газ является основным компонентом бытового газа, иметь подобный датчик весьма полезно — можно собрать детектор утечки газа или что-нибудь подобное.
MQ-5 — Датчик обнаружения сжиженного (LPG), природного и коксового газа. Используется для сигнализации утечек газа в домашних условиях и на предприятиях. Слабочувствителен к парам алкоголя, сигаретному дыму, парам приготовляемой пищи.
MQ-6 — Датчик обнаружения LPG, изобутана, бутана. Аналоговый датчик газа MQ6 может быть использован в бытовых и промышленных помещениях, для обнаружения утечки следующих газов: природный газ, углеводородный газ, бутан, пропан. Он имеет высокую чувствительность и малое время отклика. 
MQ-7 — Аналоговый датчик для обнаружения угарного газа (CO). Используется для обнаружения СО2 на заводе, при проведения подземных работ, в лабораторных и научных работах. Он может обнаружить CO-концентрацию газа в пределах от 20 до 2000 ppm. Чувствительность можно регулировать с помощью потенциометра.
MQ-8 — Датчик обнаружения Водород (Н2) и коксовых газов. Простой в использовании сенсор водорода (Н2) для определения наличия его в воздухе.
MQ-9 — Комбинированный аналоговый датчик газа (CO+CNG или CO+LPG) датчик газа MQ-9 позволяет обнаруживать наличие в окружающем воздухе углеводородных газов (пропан, метан, н-бутан) и угарного газа (CO). Его можно использовать для обнаружения утечек промышленного газа, возгорания, неисправностей газового оборудования.
MQ135 — Детектор газов. Помимо углекислого газа, датчик также реагирует на присутствие других газов: угарного газа, аммиака, бензола, оксидов азота и паров спирта. Применяются для постоянного контроля качества воздуха в промышленных или бытовых помещениях.

Сигнализатор утечки природного газа на основе датчика газа MQ-6. Схема и описание

Схем детекторов утечки природного газа в сети достаточно много, но, как правило, они построены на дорогостоящих элементах и в основном на микроконтроллере.

Здесь представлена простая схема, которую достаточно легко собрать. Предназначение данной конструкции — обнаружение утечки сжиженного газа в любом месте.

Схема в своем составе имеет: трансформатор X1, два выпрямительных диода 1N4007 (D1 и D2), конденсатор 1000μF (С1), стабилизаторе напряжения 7805 ( IC1), датчик природного газа MQ-6 (GS1), двойной компаратор LM393 (IC2), транзистор Дарлингтона TIP122 (T2), зуммер (PZ1) и несколько других компонентов.

Напряжение сети 220В понижается с помощью трансформатора X1, выпрямляется двухполупериодным выпрямителем, состоящий из диодов D1 и D2, фильтруется конденсатором С1 и подается в стабилизатор 7805 (IC1), который выдает стабильные 5 вольт.

В основе схемы лежит компаратор IC LM393 (IC2). Он используется для сравнения двух сигналов, а именно, источника опорного напряжения и выходное напряжение датчика газа MQ-6.

Опорное напряжение на неинвертирующем входе 3 IC2 устанавливается с помощью ползунка переменного резистора VR1. Он предназначен для регулировки уровня напряжения в зависимости от требуемой чувствительности схемы.

Выходное напряжение датчика газа (MQ-6) подается на инвертирующий вход 2 IC2. Если опорное напряжение (вывод 3 IC2) меньше, чем напряжение датчика (контакт 2) IC2 выход будет находиться в низком состоянии. При этом транзистор T1 будет закрыт и соответственно зуммер будет «молчать», указывая на то, что утечки природного газа нет.

В случае утечки газа, опорное напряжение будет больше чем напряжение датчика, и на выходе компаратора появиться высокий уровень. Высокий уровень на выходе откроет   транзистор Т1 и из зуммера появиться звук.

Датчик утечки газа.Виды и работа.Установка и устройство.Применение

В настоящее время все еще не редкостью являются взрывы и пожары, возникающие от утечки и распространения горючих газов. Чтобы предотвратить подобные случаи, разработан особый чувствительный элемент – датчик утечки газа. Он определяет увеличение концентрации газа в воздушном пространстве, быстро обнаруживает утечку и подает об этом сигнал человеку, а также может отправить информацию о неисправности в аварийную службу, что позволяет быстро эвакуировать жильцов.

Некоторые исполнения таких устройств снабжаются специальным механизмом, который дает возможность быстро закрыть подачу газа в помещение с помощью запорной арматуры. Наиболее простые датчики диагностируют концентрацию одного или нескольких видов газа, и при превышении ее предельной границы подают сигнал. Они обычно изготавливаются в виде компактных мобильных устройств, которые можно смонтировать в любом удобном месте. Но применяются они только для частного использования и личной безопасности в бытовых условиях.

В торговой сети можно найти также и промышленные образцы таких датчиков, служащих для их применения на складах, в производственных цехах и других промышленных объектах.

Общее устройство и принцип работы

Действие сигнализатора утечки газа заключается в использовании датчиков разных видов: электромеханических, оптических, термомеханических и других датчиков, реагирующих на разные группы газов.

Датчик утечки газа состоит из следующих основных элементов:

• Первичные преобразователь – датчик, воспринимающий и определяющий величину концентрации газа в воздушном пространстве.
• Модуль измерения – устройство, принимающее данные от первичного преобразователя, и производящее их сравнение с допустимой величиной.
• Исполнительный механизм – электромагнитный клапан, перекрывающий подачу газа.
• Источник питания – источник электрического тока в виде аккумулятора, гальванического элемента или сетевого блока питания.
• Корпус устройства.

Функции датчиков утечки:

• Звуковая и световая сигнализация.
• Перекрытие поступления газа с помощью электромагнитной запорной арматуры.
• Запуск вытяжной системы вентиляции.
• Подача аварийного сигнала на диспетчерский или пожарный пульт.

При повышении концентрации газа в воздухе чувствительный элемент датчика изменяет свои характеристики, в зависимости от его вида, например: электрическое сопротивление. При достижении допустимого предела плотности в воздухе сопротивление датчика изменяется до заданного значения, что является причиной подачи аварийного сигнала.

Классификация

Датчики утечки газа делятся на несколько основных видов по определенным признакам, которые рассмотрим более подробно.

По типу обнаруживаемого газа:

• Природного газа (пропан, метан, бутан).
• Углекислого.
• Угарного.

Одного универсального датчика, который бы мог выявить утечки разных видов газов, на сегодняшний день не существует. Например, некоторые газы скапливаются вверху под потолком помещения, так как они легче воздуха, а другие опускаются к полу, так как их вес больше, чем у воздуха.

Поэтому, для обнаружения газа в первом случае датчик утечки газа следует устанавливать вверху помещения, а во втором случае – как можно ниже. Эти условия не подходят для угарного газа, так как он способен заполнить все помещение с одинаковой плотностью.

По способу определения концентрации газа:

• С чувствительным элементом на основе полупроводника. Включает в себя кремниевую пластину, которая покрыта окисью металла тонким слоем. При воздействии газа на поверхность этой пластины пленка окиси металла поглощает его, что способствует изменению внутреннего сопротивления пленки, в зависимости от величины концентрации. Такие датчики широко используются в бытовых условиях, так как имеют простое устройство и невысокую стоимость. Для применения в промышленности они не подходят, так как точность их невысока, а также низкая скорость реакции, долгий период восстановления после сработки, необходим постоянный контроль их исправности.
• Основа работы каталитических датчиков заключается в принципе сгорания газа и превращения его в углекислый газ и воду при прохождении воздуха с высокой концентрацией газа через чувствительный элемент. Каталитический датчик состоит из чувствительного элемента маленького размера, который называют «сигистором», «пеллистором» или шариком. Он представляют собой катушку с обмоткой, изготовленной из платиновой проволоки. На нее вначале нанесена подложка из оксида алюминия, а внешняя оболочка из родиевого катализатора.
  

  Принцип работы состоит в том, что при проникновении высококонцентрированного газом воздуха в катализатор, он воспламеняется и нагревает шарик, что приводит к изменению сопротивления платиновой обмотки. Сопротивление изменяется в зависимости от размера концентрации газа. Каталитические датчики используются на объектах промышленности.

• Инфракрасные. Полосы пропускания света многих газов расположены в инфракрасном диапазоне спектра, поэтому принцип поглощения в этой области уже длительное время применяется в лабораторных средствах диагностики. Такой датчик утечки газа является компактным маломощным оборудованием, применяемым для промышленных анализаторов газа. Эти устройства имеют свои достоинства по сравнению с предыдущими. Они характерны высоким быстродействием, небольшими эксплуатационными расходами и простым контролем с помощью функции самодиагностики, которую имеют современные устройства с микропроцессорным управлением.
  

  Принцип действия инфракрасного датчика заключается в том, что две длины волны поглощаются в инфракрасном диапазоне. Одна из волн считается эталонной, а другая исследуемой. Два источника света с пульсирующими лучами испускают свет, проходящий через две разные среды, и возвращается обратно. Далее, детектор производит сравнение сил двух лучей, и с помощью вычитания рассчитывает концентрацию газа.

По принципу работы:

• Проводные. Для работы этих датчиков необходимо наличие электрической сети на 220 вольт. Достоинством является низкая стоимость и простое обслуживание. К недостаткам можно отнести большой расход электрической энергии при эксплуатации, а также зависимость от стабильной подачи электроэнергии. Существует мнение, что такие датчики опасны, так как при возрастании концентрации газа во внешней среде может произойти взрыв. Это является ошибочным утверждением, так как конструкция разработана с учетом всех особенностей.

• Беспроводные. Работают от аккумуляторов, что дает возможность применять их в любых местах и условиях. Недостатками беспроводных моделей является их повышенная стоимость, а также большой расход электроэнергии. Поэтому они не используются на складах и промышленных объектах.

Датчик утечки газа с клапаном

Большую популярность получили анализаторы газа с клапаном или запорной арматурой. Во время срабатывания датчика электрическая цепь замыкается, в результате подается сигнал на закрытие клапана подачи газа.

Такой датчик утечки газа ставят чаще всего перед бойлером, газовой колонкой, фильтрами и другим газовым оборудованием. Установка клапанных датчиков требует участия квалифицированного специалиста, который правильно выполнит врезание запорной арматуры в газовую магистраль, и проконтролирует функционирование всех элементов этой системы.

Преимуществом такого датчика является то, что запорная арматура практически не подлежит износу, а также нет необходимости в подведении электрической сети. Клапан возвращается в исходное положение вручную.

Анализатор газа с модулем GSM информирования

Современные конструкции датчиков, выявляющих утечку газа, могут дополнительно снабжаться специальным беспроводным модулем связи, позволяющим применять их совместно с GSM сигнализацией. После сработки чувствительного элемента, подается аварийный сигнал на мобильный телефон хозяина дома. Таким способом можно самостоятельно оперативно предотвратить утечку газа.

Кроме выявления утечки газа, GSM модуль может использоваться с другими компонентами системы безопасности, и позволяет подключать другие датчики – пожарные оповещатели, закрытия и открытия ворот и многие другие устройства.

Особенности установки

В зависимости от вида определяемого газа, датчики имеют свои особенности по размещению их в помещении. Например: для выявления повышенной концентрации пропана или угарного газа, целесообразно устанавливать датчики в нижней части на стенах на удалении 30 см от поверхности пола. Эти газы являются более тяжелыми, по сравнению с воздухом, и оседают вниз.

Датчик утечки газа природного происхождения монтируется вверху в 30 см от потолка, так как его вес меньше воздуха, и он скапливается в верхней части помещения.

Кроме этого необходимо учитывать и другие правила установки:

• Устанавливать анализаторы газа следует вблизи газовых плит, баллона и другого газового оборудования.
• Нельзя устанавливать газовые анализаторы в тех помещениях, в которых применяются различные аэрозоли и аммиак.
• Запрещается монтировать датчики обнаружения газа возле окон, дверей, систем вентиляции, где циркуляция воздуха больше предельно допустимой величины.
• Нельзя устанавливать газоанализаторы в закрытом пространстве, в котором нет циркуляции воздуха.
• Запрещается установка непосредственно на газовых устройствах.

Обслуживание

Чаще всего приобретенный потребителем датчик утечки газа уже откалиброван, и нет необходимости в каких-либо регулировочных работах при монтаже. Но после запуска его в работу за ним необходимо постоянно следить.

Рекомендуется один раз в месяц производить очистку места его установки пылесосом от пыли, а также протирать влажной салфеткой. При очистке следует соблюдать осторожность, чтобы не нанести повреждений чувствительного элемента.

Требуется периодически контролировать эффективное действие чувствительных элементов. Чтобы сделать такую проверку, можно воспользоваться обычной газовой зажигалкой. Для этого, не зажигая ее, нужно подать газ и поднести к чувствительному элементу на несколько секунд. Исправный датчик утечки газа должен отреагировать на высокую концентрацию, и подать аварийный сигнал.

После этого следует убедиться, что тревожная сирена хорошо слышна в других комнатах дома, либо на улице. После того, как концентрация газа уменьшится, датчик должен самостоятельно возвратиться в исходное положение обычной работы.

При проведении проверки датчиков утечки газа, оснащенных клапаном, после контроля их работоспособности, запорную арматуру нужно открывать вручную.

Похожие темы:

ИЗМЕРИТЕЛЬ УГАРНОГО ГАЗА СО

Уверены, что устройство для обнаружения токсичных газов является обязательным для установке в каждом доме. Особенно это касается окиси углерода (Со), так как большинство частных домов оборудованы печами для сжигания природного газа для получения тепла. Любая блокировка печной трубы (например, птица в трубе, или в результате сильного снегопада в зимний период) может привести к отравлению. Коммерческие приборы для обнаружения Co продаются по цене около $100. Большинство из них позволяет просто обнаружить некоторое присутствие Co и запустить сигнал тревоги без указания уровня. Если вы более-мнее разбираетесь в электронике — сделайте детектор самостоятельно. Сам датчик стоит около $10. Тем более вы можете полностью контролировать свое устройство, программировать будильник и настроить его по потребностям.

Схема детектора Со2

После исследований и экспериментов решено было использовать TGS 2442 — специальный датчик Co. Его обвязка построена на MOSFET транзисторах. Таким образом можно легко добиться четкого считывания импульсов для сопряжения с датчиком. Согласно спецификации датчика, его сопротивление изменяется в несколько сотен раз, в рабочем диапазоне концентрации газа.

Схема проста. Микроконтроллер PIC16F917 заботится о создании ЖК-сигналов индикации и синхронизации с датчиком. Во время считывания данных импульс ЦАП преобразует напряжение датчика в цифровой сигнал и сравнивает его с установленным порогом. Если напряжение выше порогового, на МК генерируется 2400 Гц импульс за 0.1 сек на выводе RB5 и включается красный светодиод на выводе RD0. В противном случае, если напряжение ниже порогового значения, зеленый светодиод станет красным от пин-RC0.

Проект собран на 3-х печатных платах для того, чтобы вписаться в небольшой пластиковый корпус. Одна из плат — для питания микросхемы и сигнал зуммера на ней. Еще одна вспомогательная печатка предназначена для подъема ЖК до уровня передней панели, и все другие компоненты устанавливаются на печатную плату. Главная плата внутри корпуса соединена с ЖК дисплеем 24 проводами. Двойной цветной (зеленый/красный) светодиод подключен проводками. В измерителе газа использованы МОП-транзисторы в корпусе sot-23 поверхностного монтажа, однако резисторы не поверхностного монтажа, поскольку они также служат в качестве перемычек и упрощения структуры. Сетевой DC адаптер для этого устройства должен выдавать 250 мА на 10 В. Крепление датчика внутри коробки делается в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя. Три угловых щели в корпусе для облегчения потока воздуха через датчик. Металлический ободок для LCD приклеен к передней панели.

В настоящее время прибор запрограммирован для отображения значения, предоставленных PIC ЦАП. Это число находится в диапазоне 0 — 255, пропорционально уровню Co, и, следовательно, дает некоторое представление о концентрации угарного газа. Сигнал включается, когда это число превышает 10. Сжигание одной спичики прямо под датчиком поднимает значение АЦП до 13 (и запускает сигнал тревоги). Небольшой кусок горящего дерева на расстоянии около 10 см от датчика повышает это значение до 65. От сигаретного дыма в упор показание возрастает до 165. Таким образом, датчик является вполне рабочим. С другой стороны, установка его прямо в выхлопную трубу машины в закрытом гараже не влияет на отображаемое значение LCD. Это означает, что датчик не очень чувствительный к другим газам. Все файлы проекта в общем архиве.