第八章 成分分析与物性检测八章 成分分析与物性检测第八章 成分分析与物性检测第八章 成分分析与物性检测.ppt

第八章 物质的成分分析与物性检测 第一节 气体成分的分析与检测 第一节 气体成分的分析与检测 三、影响热导检测器灵敏度的因素 酒精测试仪 呼气管 家庭用煤气报警器 家庭用液化气报警器 一氧化碳传感器 其他气体传感器 设有一束红外线入射强度为I0,经过浓度为C的气体后，透射的红外线的强度为I, 根据比尔-朗伯定律： 式中k? ------被测气体对红外辐射的吸收系数 C ------ 被测气体的浓度 l ------ 通过气样的光程长度 射入某种气体的外来辐射能，只有其频率符合该气体分子的特征频率时，气体才能吸收此辐射能。 两束等能量的红外光分别进入并行的两个光学器件。一个通入参考气体，另一个通入采样气体。检测器可连续测量两个气室中所吸收的红外光能量的差别，这个差别就是采样气体中待测气体成分的浓度。 按国标规定，探测器输入24 V直流电压。桥式倒相电路的优点在于接入电源时不必分正负端，可以随意接入电压的两根线，而输出是有确定极性的＋E电压，给施工安装带来很大方便。 上电后，Q1、Q2均处于导通状态，形成I4电流对C2充电。由于R1和R2阻值的选择使I4电流较小，C2取值又较大，所以B点电位缓慢上升。此时，Z1处于不稳压状态，I2很小。由于Q2导通，A点电位随B点电位上升而上升。当A点电位上升到Z1管的稳压值附近时，Z1管的动态电阻增大，I2电流突然增大。在这瞬间，I1电流基本稳定，这样I3电流相应减小，Q1、Q2相继截止，C2开始放电。经过一段时间后，B点电位下降，当B点电位降到一定值时，Q1、Q2又重新导通，I3逐渐增大，I2减小，使Z1管又处于不稳压状态。　　如此周而复始，Z1管间隙工作在稳压点附近。B点电位虽略有起伏，但还是较为稳定。B点电压波形见图7。 由NPN型Q3管，PNP型Q4管与阻容反馈支路C3、R4构成一个无稳态振荡电路。当B点电位达到某一值时，通过偏置电阻R3使Q3导通，从而在R4上建立偏置电压，高速开关管Q4迅速导通，C点电位升高。从C点流出I5、I6电流，I6用于驱动接收放大电路，I5则通过阻容正反馈回路C3、R4流入Q3的基极，巩固Q3的导通。　　当C3充电到一定值时，将D点电位下拉，Q3截止，Q4也相应截止。当B点电位又上升到某一值时，Q3、Q4继续导通，形成一个无稳态振荡电路。C点电压波形如图9所示。 从图中可以看出,在3 s低电平期间，电容C2在存储能量，只在100 μs内释放能量，从而实现了探测器在正常监视状态下平均工作电流为100 μA，呈高阻状态。　　我们也曾尝试,采用CMOS时基电路7555取代振荡电路，可以得到图9的波形。但由于该芯片本身有一定静态功耗，另外它没有储存能量的功能，总工作电流为几个mA，不附合技术条件的要求。 从图中看出光电转换是由红外接收管PE完成。PE与红外发光管LED相匹配，波长均为900 nm。PE由B点供电，一直处于导通状态。LED由F点脉冲供电，所以为间断的。当有烟雾时，PE应该接收到LED的发光信号。对LED采用脉冲供电方式，除省电外，还有抗瞬间尖峰脉冲干扰的作用。　　光电管PE接收到信号后送运放A1(3140)的同相端，A1在此作比较器用，A1的反相端接的R10与可调电阻R11，可以根据探测器所需的不同灵敏度调节P点电位。A1输出电压UH直接送抗干扰电路。运放A1的电源也是由F点供给脉冲电压，平均耗电极少，这就是为何μA级电流能驱动工作电流为mA级的器件的原因所在。 2.5　抗干扰电路(图11)　　A2、A3连成了计数器形式，当连续两次收到接收放大电路输出的正脉冲信号时，Q2输出一个确定的火灾信号，否则认为是干扰而不处理，所以，该电路对瞬时及短时易过性的干扰有较强的抑制作用。　　R14、R15、C7组成了一个积分电路，在第一个正脉冲到来后，若没有连续收到第二个正脉冲，则将计数器复位。　　A2、A3的电源由B点电压供电。 在抗干扰电路未输出正脉冲的火警信号时，可控硅的控制端为低电平，可控硅不导通。当正脉冲到来时，可控硅的控制端为正脉冲触发，可控硅导通，Z3稳压管开始工作，电压E被稳定在7～8 V左右，报警电流增至几十mA，探测器呈低阻状态，符合技术条件的要求。　　另外，Z4、R17组成的抗干扰电路，这样,低于火警信号电压幅值的干扰信号就不能使可控硅触发。 光电感烟火灾探测器总电路图如图13。1)光电感烟火灾探测器的电路有其自己的特色，它解决了用μA级电流驱动mA级器件工作的难点，在解决其它类似问题上有一定的参考价值。2)该电路设有抗干扰措施，提高了火灾报警的可靠性。3)该电路采用的元器件均是市场上通用的，成本低，也适合以后电路集成之用。 根据探测的火灾信号不 同,火灾探测器可分为温度探