瓦斯煙霧感測器.pdf

瓦斯煙霧感測器 Jiun-Hung, Lin (林俊宏) 國立陽明大學醫學工程博士 s5188@mail.ksu.edu.tw Office: E3704 TEL(O): +886-6-2050521 ext. 3704 高立圖書有限公司“LabVIEW硬體介面- DAQ感測器篇(含生理感測)” 授課講義 瓦斯煙霧感測器 瓦斯煙霧感測器的使用可分為瓦斯洩漏的檢出 及濃度的測定，瓦斯取樣分析。一般瓦斯感測 器可分為接觸燃燒式、半導體式、熱傳導式熱 阻體式三種感測器。 接觸燃燒式瓦斯感測器 接觸燃燒式瓦斯感測器對瓦斯的輸出感度不 大，所以將瓦斯檢知元件RD 和密閉於純空氣 中或做對瓦斯不感測的補償元件RC ，如圖所 示構成的橋式電路，調整R1 ，R2 使當RD 元 件周圍空氣中無瓦斯時， RD•R2 = RC•R1 則輸出端＋、－間輸出為0 ，瓦斯濃度為0% 。 接觸燃燒式瓦斯感測器(續) 當RD 周圍瓦斯濃度漸高時，RD 元件因開始 接觸燃燒以致溫度上昇，電阻變成RD+△R ， 輸出端＋，－間流過△R成分的電流。此△R 和瓦斯濃度成正比，所以在輸出端接上檢流計 即可讀出瓦斯濃度。輸出端接到瓦斯濃度設定 電路，超過設定值警報器發出聲響。 半導體式瓦斯感測器 半導體瓦斯感測器為利用半導體表面吸著瓦斯 時導電率會變化而做成，材質有SnO2 ， ZnO ，Fe2O3等。 半導體式瓦斯感測器的輸出感度隨形式而不一 樣。工業用的一般輸出低。應用電路如橋式電 路，電導度隨著有無附著瓦斯而改變，而將輸 出取出。 TGS 813 的結構 TGS 813 具有良好靈敏度和偵測氣體範圍廣的 特性，TGS工作點設計在5V加熱電源，而電路 電壓不超過24V ，TGS 813最適合應用在測試 甲烷、丙烷和天然氣，因為它具有室內感應最 佳的感測器。 基本測量電路 圖為TGS 813基本的測試電路，TGS 偵測器阻抗的改 變，間接的改變將出現在負載電阻RL上，新鮮空氣通 過偵測器和串聯電阻的電流極穩定，但是當瓦斯氣體 如甲烷、丙烷等接觸到偵測器表面時，由於瓦斯濃度 的出現，偵測器阻抗立即降低，而由AC(交流)或直流 電源電壓所提供的電壓VC和VH在RL上所產生的電壓 則是相同，電路中所用到的電壓、電流值如下表。 我們覺得此電路極適合TGS 813 ，因為很容易就可測 量到輸出信號，然而當測量電路中VRL輸出電壓時， 借由下列公式得到RS值， VC RL • RS −RL VRL TGS 813 偵測器的安全操作範圍 TGS 813 偵測器的安全操作範圍如下表，Vc ，VH 和 RS 值不能超過，偵測器最大消耗電力為15 毫瓦， Vc ，Rc 值選擇成預設值，Vc 實際值為5 、6 、12 或24 伏，必須由電池或交流電源提供。 當用基本電路RS 變為最大或RS=RL 時我們建議RS 值應保持在15 毫瓦，因此，必須小心地決定Vc 和Rc 值，這樣RS 值才不會超過最大值。 感測器消耗功率 Max. 15mW 額定電壓 Max. 24V 電熱絲電壓 5.0 ±0.2V 原理-瓦斯煙霧感測器電路 本電路可偵測廚房瓦斯洩漏、浴室一氧化碳毒氣、屋 內香煙廢氣警報。U1-d組成一臨界值準位電路，當第 13腳之電壓比第12腳之電壓高時(即瓦斯濃度比預定值 低)U1-d之輸出為低電位。對R8 ，C1之積分電路沒作 用，因此U1-c之輸出為低電位，故U2 ，NE555振盪器 沒動作，輸出為零。 當瓦斯、煙霧或者一氧化碳之濃度