Преобразователь концентрации газа
Преобразователь концентрации газа предназначен для формирования соответствующего ей напряжения выходного сигнала и может быть использован в устройствах аварийной сигнализации категорийных помещений. Преобразователь концентрации газа содержит металл-оксидный газочувствительный датчик (1), образованный чувствительным (5) и нагревательным (6) элементами, пять резисторов (2 1,...,25), светодиод (3) и компаратор (4). За счет дополнительно введенных четырех резисторов, светодиода и компаратора обеспечена индикация перегорания нагревательного элемента датчика. В результате расширены функциональные возможности преобразователя концентрации газа.
Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в устройствах аварийной сигнализации производственных и жилых помещений.
Известны преобразователи концентрации газа (см., например, рис.5.4.9 на стр.107 в книге Виглеб Г. Датчики. М.: Мир, 1989г.), которые содержат резистор, металл-оксидный газочувствительный датчик, содержащий нагревательный и чувствительный элементы, и преобразуют концентрацию газа в напряжение выходного сигнала.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных преобразователей концентрации газа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется индикация перегорания нагревательного элемента, которое вызывает отказ датчика.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является, принятый за прототип, преобразователь концентрации газа (рис.5.4.56 на стр.103 в книге Виглеб Г. Датчики. М.: Мир, 1989г.), который содержит резистор, металл-оксидный газочувствительный датчик, содержащий нагревательный и чувствительный элементы, и преобразует концентрацию газа в напряжение выходного сигнала.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется индикация перегорания нагревательного элемента, которое вызывает отказ датчика.
Техническим результатом полезной модели является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения индикации перегорания нагревательного элемента металл-оксидного газочувствительного датчика.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в преобразователе концентрации газа, содержащем металл-оксидный газочувствительный датчик, который содержит чувствительный и нагревательный элементы, первый, второй выводы каждого из которых образуют соответственно первый, второй и третий, четвертый выводы металл-оксидного газочувствительного датчика, подключенного первым и вторым выводами соответственно к шине питания и объединенным выходу преобразователя концентрации газа, первому выводу первого резистора, второй вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены второй,..., пятый резисторы, светодиод и компаратор, тип выхода которого - открытый коллектор, причем третий и четвертый выводы металл-оксидного газочувствительного датчика соединены соответственно с шиной питания и первым выводом второго резистора, подключенного вторым выводом к шине нулевого потенциала, которая соединена с вторым выводом четвертого резистора, подключенного первым выводом к второму выводу третьего резистора, первый вывод которого соединен с шиной питания, подключенной к первому выводу пятого резистора, второй вывод которого соединен с анодом светодиода, подключенного катодом к выходу компаратора, неинвертирующий и инвертирующий входы которого соединены соответственно с первым выводом второго и первым выводом четвертого резисторов.
На чертеже представлена схема предлагаемого преобразователя концентрации газа.
Преобразователь концентрации газа содержит металл-оксидный газочувствительный датчик 1, резисторы 21,...,2 5, светодиод 3 и компаратор 4, тип выхода которого - открытый коллектор, причем датчик 1 содержит чувствительный 5 и нагревательный 6 элементы, первый, второй выводы каждого из которых образуют соответственно первый, второй и третий, четвертый выводы датчика 1, подключенного первым и вторым выводами соответственно к шине питания и объединенным выходу преобразователя концентрации газа, первому выводу резистора 21, второй вывод которого соединен
с шиной нулевого потенциала, подключенной к второму выводу резистора 24 и второму выводу резистора 22, первый вывод которого соединен с четвертым выводом датчика 1, подключенного третьим выводом к шине питания, которая соединена с первым выводом резистора 23, подключенного вторым выводом к первому выводу резистора 24 и инвертирующему входу компаратора 4, неинвертирующий вход и выход которого соединены соответственно с первым выводом резистора 22 и катодом светодиода 3, подключенного анодом к второму выводу резистора 25, первый вывод которого соединен с шиной питания.
Работа предлагаемого преобразователя концентрации газа осуществляется следующим образом. Нагревательный элемент 6 нагревает чувствительный элемент 5, обеспечивая чувствительность датчика 1 к газу. При этом сопротивление элемента 5 обратно пропорционально концентрации газа и в случае ее увеличения (уменьшения) происходит соответствующее увеличение (уменьшение) напряжения U вых сигнала на выходе преобразователя концентрации газа. Резисторы 22, 23, 24 подбираются таким образом, чтобы при исправном (перегоревшем) элементе 6 напряжение на инвертирующем входе компаратора 4 было меньше (больше) напряжения на его неинвертирующем входе. Например, если UП = 5 В, ток через элемент 6 составляет 0,1 А, а сопротивление элемента 6 равно 25 Ом, то R2=25 Ом, R3 =2 кОм, R4=1 кОм, где R 2, R3, R4 есть сопротивления резисторов 22, 2 3, 24 соответственно. Тогда, в случае перегорания элемента 6 сигнал на выходе компаратора 4 переходит из состояния «логическая 1» в состояние «логический 0» и светодиод 3 начинает излучать, извещая об отказе датчика 1.
Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый преобразователь концентрации газа обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как преобразует концентрацию газа в напряжение выходного сигнала и обеспечивает индикацию перегорания нагревательного элемента своего металл-оксидного газочувствительного датчика.
Преобразователь концентрации газа, содержащий металл-оксидный газочувствительный датчик, который содержит чувствительный и нагревательный элементы, первый, второй выводы каждого из которых образуют соответственно первый, второй и третий, четвертый выводы металл-оксидного газочувствительного датчика, подключенного первым и вторым выводами соответственно к шине питания и объединенным выходу преобразователя концентрации газа, первому выводу первого резистора, второй вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала, отличающийся тем, что в него дополнительно введены второй, третий, четвертый и пятый резисторы, светодиод и компаратор, тип выхода которого открытый коллектор, причем третий и четвертый выводы металл-оксидного газочувствительного датчика соединены соответственно с шиной питания и первым выводом второго резистора, подключенного вторым выводом к шине нулевого потенциала, которая соединена с вторым выводом четвертого резистора, подключенного первым выводом к второму выводу третьего резистора, первый вывод которого соединен с шиной питания, подключенной к первому выводу пятого резистора, второй вывод которого соединен с анодом светодиода, подключенного катодом к выходу компаратора, неинвертирующий и инвертирующий входы которого соединены соответственно с первым выводом второго и первым выводом четвертого резисторов.
