|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Alarm für Gaslecks im Haushalt. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Haus, Haushalt, Hobby Die ständige Überwachung der Konzentration explosiver Gase in der Luft von Wohn- und Arbeitsräumen ist das wirksamste Mittel zur Brandverhütung. Mit der Zeit nimmt die Bedeutung der Gassicherheit immer weiter zu. Die uns umgebende Luft kann nicht nur die Quelle des Lebens – Sauerstoff, sondern auch gefährliche Stoffe, beispielsweise explosive Gase, enthalten. Gaswarngeräte sind technische Sicherheitseinrichtungen. Sie dienen dazu, die Überschreitung zulässiger Konzentrationen gefährlicher Gase in der Umgebung zu erkennen. Erdgas, eines der explosivsten Gase, wird im Alltag häufig als kostengünstiger Brennstoff zum Heizen, Erhitzen von Wasser und zum Kochen verwendet. Der Hauptbestandteil von Erdgas ist bekanntlich Methan (CH).4), es enthält 70 bis 98 %. Um Erdgaslecks zu überwachen, ist daher der Einsatz eines Sensors erforderlich, der auf die Methankonzentration in der Luft reagiert. Konzentrationsgrenzen der Flammenausbreitung in einem Gemisch aus Methan und Luft in Volumenprozent: untere – 5, obere – 15 [1]. Die untere Konzentrationsgrenze der Flammenausbreitung (LCFL) oder die untere Explosionsschwelle (LET) ist der minimale Anteil eines brennbaren Stoffes in einem homogenen Gemisch mit einem Oxidationsmittel (Luft, Sauerstoff), bei dem eine Flammenausbreitung möglich ist Halten Sie das Gemisch in beliebiger Entfernung von der Zündquelle (offene externe Flamme, Funkenbildung usw.) fern. Für Methan 100 % UEG (UEG) = 5 Volumenprozent = 50000 ppm = 33500 mg/m3 [2]. In der Regel sind die meisten handelsüblichen Haushalts-Gaslecksuchgeräte auf eine Konzentration von einem Volumenprozent eingestellt. Bei dieser Konzentration schlagen sie Alarm, schalten die Raumlüftung ein und schalten über ein elektromagnetisches Ventil die Gaszufuhr zum Gasversorgungssystem eines Wohngebäudes oder einer Wohnung ab. Aufgrund ihrer einfachen Konstruktion eignen sich Halbleiter- und thermokatalytische Pellistor-Sensoren am besten für die Überwachung des Austretens brennbarer Gase. Normalerweise werden Halbleitersensoren nur verwendet, um zu signalisieren, dass die zulässige Methankonzentration in der Luft überschritten wird. Wenn die Gaskonzentration gemessen werden muss, werden thermokatalytische Sensoren mit zwei Pellistoren verwendet. Sie enthalten zwei Pellistoren – Spiralen aus Platindraht, die durch einen durch sie fließenden Strom auf eine Temperatur von etwa 400 °C erhitzt werden оC. Sie bilden einen herkömmlichen Widerstandsspannungsteiler (Abb. 1).
Wenn kein Methan in der Luft ist, sind die Widerstände beider Pellistoren gleich, daher beträgt die Ausgangsspannung des Teilers genau die Hälfte der Versorgungsspannung UGrube. Da der aktive Pellistor auf seiner Oberfläche mit einer Katalysatorschicht bedeckt ist, kommt es in Gegenwart von Methan zur Oxidation dieses Gases mit Luftsauerstoff. Die Temperatur des aktiven Pellistors steigt und der Widerstand steigt. Durch den Anschluss eines solchen Sensors an eine Messbrücke können Sie die Brückenunsymmetriespannung einfach messen: ∆U=UO - UGrube/ 2, und bestimmen Sie dann die Konzentration des Gases. Thermokatalytische Sensoren sind kostengünstig und einfach zu verwenden, weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. Erstens wird der Sensor bei hoher Gaskonzentration übersättigt und fällt aus. Zweitens erschöpft sich der Katalysator mit der Zeit, was zu einer Abnahme der Empfindlichkeit des Sensors führt. Drittens erfordert die im Sensor ablaufende chemische Reaktion Sauerstoff, sodass der Sensor bei einem Mangel die Messwerte stark unterschätzt. Schließlich kann der thermokatalytische Sensor durch bestimmte Stoffe „vergiftet“ werden. Es ist beispielsweise empfindlich gegenüber Silikaten oder hohen Konzentrationen von Schwefelwasserstoff (H2S). Darüber hinaus sind thermokatalytische Sensoren anspruchsvoll in der Wartung. Um ihre Leistungsfähigkeit sicherzustellen, sind regelmäßige Kontrollen notwendig. Die Lebensdauer eines Pellistors beträgt maximal ein bis drei Jahre. Hochzuverlässige und nahezu ausfallsichere Infrarotsensoren für brennbare Gase (NDIR-Sensoren) weisen alle diese Nachteile nicht auf. Mithilfe von Mess- und Normierungsdetektoren bewerten sie den Grad der Absorption der Infrarotstrahlung durch das Gas. Die Detektoren nutzen zwei Wellenlängen der Infrarotstrahlung. Einer von ihnen absorbiert Gas, der zweite jedoch nicht. Der Sensor misst den Grad der absorbierten Strahlung und vergleicht ihn mit dem Standardwert. Die Verarbeitung dieser Informationen erfolgt über einen recht komplexen Algorithmus, für den fast jeder Sensor über einen eingebauten Mikroprozessor verfügt. Digitale NDIR-Sensoren der PrimePell-Serie [3] können Pellistor-Sensoren ersetzen. Die Basis der PrimePell-Sensoren ist ein patentierter IR-Sensor und ein Mikroprozessor auf Basis des ARM V7-Kerns, der den Sensor steuert, die Gaskonzentration berechnet und das Ergebnis in analoger und digitaler Form anzeigt. Der Mikrocontroller überwacht außerdem den Zustand des Sensors und zeichnet Stromausfälle auf. Digitale Informationen können entweder über die serielle Schnittstelle oder die I-Schnittstelle empfangen werden2C, wodurch sich auch die Betriebsarten des Sensors ändern. Bei geeigneter Versorgungsspannung kann der PrimePell-Sensor den bisher im Gasanalysator verbauten Thermokatalysator-Sensor ersetzen, ohne dass hierfür Modifikationen am Analysator erforderlich sind. Das Diagramm eines Haushalts-Gasleckdetektors mit einem PrimePell-Infrarot-Methansensor ist in Abb. dargestellt. 2. Die Empfindlichkeit dieses Sensors beträgt 100 mV bei 100 % UEG. Die internen „Pellistoren“ des Sensors und die Widerstände R1-R3 bilden eine Messbrücke. Das aus der Diagonale der Brücke entnommene Signal wird vom Instrumentenverstärker DA1 mit einer festen Verstärkung von 10 verstärkt. Seine Ausgangsspannung von 1000 mV entspricht 100 % UEG. Daher entsprechen die Messwerte des eingebauten digitalen Voltmeters PV1 in zehn Millivolt numerisch dem Prozentsatz der UEG.
Im Vereinigten Königreich (Herstellungsland des Sensors) beträgt die 100-prozentige UEG 4,4 Volumenprozent und nicht wie bei uns 5 Volumenprozent. Auf dieser Grundlage wird die Ansprechschwelle des Komparators DA2, die einem Volumenprozent entspricht, durch eine Auswahl der Widerstände R227 und R5 auf 6 mV eingestellt. Eine hohe Genauigkeit der Schwellenwerteinstellung ist nicht erforderlich. Beim Auslösen des Komparators erzeugt der Piezo-Emitter HA1 mit eingebautem Generator einen Alarm. Darüber hinaus wird das Signal vom Komparator über den Optokoppler U1 an Aktoren gesendet – die Steuereinheit des Lüftungssystems (Oberlichtöffner, Abluftventilatoren usw.) und an das elektromagnetische Gasventil, das die Gaszufuhr abschaltet. Bei der Einstellung des Geräts geht es darum, das digitale Voltmeter PV1 mithilfe eines variablen Widerstands R2 auf Nullwerte zu setzen, wenn kein Methan in der Luft vorhanden ist. Die garantierte Lebensdauer des Sensors beträgt mindestens fünf Jahre. Es ist nicht erforderlich, die Leistung regelmäßig zu überprüfen. Literatur
Autor: A. Kornew
Kunstleder zur Touch-Emulation
15.04.2024 Petgugu Global Katzenstreu
15.04.2024 Die Attraktivität fürsorglicher Männer
14.04.2024
▪ Mushkin Ventura Ultra 3.0 USB-Laufwerk ▪ Der billigste Farblaserdrucker der Welt ▪ Angst vor Schmerzen und Gehirnaktivität
▪ Abschnitt der Website Spannungswandler, Gleichrichter, Wechselrichter. Auswahl an Artikeln ▪ Artikel Einfaches Regal. Tipps für den Heimmeister ▪ Artikel Gewöhnliche Traubenkirsche. Legenden, Kultivierung, Anwendungsmethoden ▪ Artikel Quasi-Sensorschalter. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik ▪ Artikel Zenerdioden und Stabistoren. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Startseite | Bibliothek | Artikel | Sitemap | Site-Überprüfungen
www.diagramm.com.ua |
Siehe andere Artikel Abschnitt 
Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:
Alle Sprachen dieser Seite