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. Однако в области газового контроля простых и доступных к повторению устройств почти нет или они неоправданно дороги.
В продаже есть промышленные датчики утечки газа, преобразующие концентрацию газа в напряжение, ток, сопротивление и другие параметры.
Способностью реагировать на изменение концентрации газа обладают некоторые окислы, особенно SnO2 — диоксид олова, легированный различными присадками. На их основе можно самостоятельно сделать электронное устройство, реагирующее на превышение концентрации какого-либо газа в воздухе и подающее звуковой сигнал. Датчики не одинаково реагируют на тот или иной газ, поэтому заменять один датчик другим нецелесообразно. Так, самый опасный газ, который может поразить человека в быту, это, несомненно, пропан (СЗН4). Его взрывоопасная концентрация в воздухе составляет 2,1—9,5%. Для регистрации пропана, природного газа и бутана подходят датчики газа TGS2610, TGS813 фирмы Figaro. Последний тип — более современный и нетребовательный к напряжению питания.
Затем идёт метан (СН4). Его максимальная концентрация до взрыва в воздухе составляет 5—15%. Для регистрации той же фирмой разработаны датчики TGS842 и TGS2611.
Электрическая схема прибора, фиксирующего утечку газа, на базе датчика TGS2610, чувствительного к пропану, показана на рисунке.
Датчик 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, изменяя своё сопротивление. Нагревательный элемент — продетая в трубку электрическая спираль (выводы 2 и 5).
Для уменьшения отвода тепла трубка соединена с выводами 1 — 3 и 4 — 6 тонкими проводниками, фиксирующими её в подвешенном состоянии. Эти попарно соединённые друг с другом выводы идут от газочувствительного резиста.
Движок резистора R5 устанавливают так, чтобы в не загазованном помещении напряжение на неинвертирующем входе компаратора DA1 несколько превышало бы напряжение на его инвертирующем входе. Напряжение на прямом выходе компаратора (вывод 9) близко к питающему, и поэтому транзистор VT1 закрыт.
При загазованности, достигшей определённой концентрации (2,1—9% плотности природного газа в воздухе), сопротивление датчика DG1 понизится до такой величины, что напряжение на неинвертирующем входе компаратора станет меньше, чем на инвертирующем.
В этом режиме напряжение на выводе 9 компаратора будет близко к нулю. Транзистор VT1 откроется, пьезоэлектрический капсюль НА1 со встроенным генератором ЗЧ оповестит о газовой опасности.
О деталях
Переменный резистор R5 — СПЗ-38а или любой другой. Конденсаторы С1, С2 — любые оксидные, например К50-29. Пьезоэлектрический капсюль НА1 — любой, рассчитанный на постоянное напряжение 12 В, например KPI-4332L Источник питания — стабилизированный с выходным напряжением 10—12 В. Ток, потребляемый устройством в режиме звуковой индикации, не превышает 30 мА.
НАЛАЖИВАНИЕ
Поскольку калибровку датчика утечки газа непосредственно по концентрации газа из соображений безопасности рекомендовать нельзя, выставить нужный порог его срабатывания можно опытным путём. 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. Чтобы убедиться в работоспособности собранного устройства, поднесите к датчику газовую зажигалку (со сбитым пламенем) — он должен отреагировать тревожным сигналом с инертностью 2 — 3 с.
Каталог статей
