Датчик загазованности: Сигнализатор загазованности — датчик утечки бытового и угарного газа в доме. | Интернет-магазин «Ангор»

ДЗ-1-СН4 сигнализатор (детектор) загазованности метана

Детектор предназначен для непрерывного контроля содержания природного газа (метана (СН4) по ГОСТ 5542) и сигнализации о превышении установленного порогового значения его довзрывоопасной концентрации в воздушной среде производственных помещений, технических и административных сооружений (в первую очередь, в помещениях газовых котельных).

Преимущества ОВЕН ДЗ-1-СН4

• Индикация (световая и звуковая) достижения концентрацией СН4 порогового значения 10% НКПР.
• Высокая чувствительность и селективность к СН4.
• Встроенная самодиагностика и режим имитации аварии.
• Выходное перекидное э/м реле для управления различным внешним оборудованием.
• Внесен в Госреестр СИ под номером 81277-21.
• Конструкция устройства позволяет быстро снимать и устанавливать датчик во время периодической поверки.

Детектор представляет собой стационарное настенное устройство непрерывного действия для обнаружения утечек и скопления горючего газа. Контроль концентрации СН4 в воздухе осуществляется при помощи металлооксидного полупроводникового чувствительного элемента, принцип действия которого основан на изменении проводимости сенсора в зависимости от концентрации СН4 в окружающей среде. Применяемый метод отбора пробы – диффузионный. Контролируемая площадь составляет примерно 50 м².

Прибор имеет одно выходное устройство – электромеханическое реле с перекидными контактами, которое может управлять внешним оборудованием различного характера: газовым отсечным клапаном, сиреной, дополнительной световой сигнализацией, вентилятором и т.п.

В детекторе предусмотрен режим имитации аварии, позволяющий проверить работоспособность сигнализации и выходного устройства прибора без применения газовых смесей.

Области применения

ОВЕН ДЗ-1-СН4 применяется в газовых котельных различной мощности, на складах хранения сжиженного и газообразного метана, заправочных газовых станциях и т.д.

 

Что такое сигнализатор загазованности? » Официальный сайт городского округа Архангельской области «Мирный»

В целях повышения уровня безопасности при использовании газа в быту ООО “Газпром газораспределение Архангельск” информирует о возможности установки дополнительной системы защиты от утечки бытового газа в вашей квартире. Данная система может предотвратить несчастный случай, связанный   с наличием утечки газа в помещении.

Принцип работы системы контроля загазованности в следующем: установленные в помещении датчики контроля загазованности регистрируют опасную концентрацию газов в воздухе (природного газа (метана), угарного газа) и оповещают Вас звуковой и световой сигнализацией, при этом автоматически подается сигнал на электромагнитный клапан, входящий в комплект системы, который перекрывает газ к газоиспользующему оборудованию. Современные системы контроля загазованности обеспечены автономным питанием от встроенных аккумуляторных батарей, таким образом обеспечивается работа газоиспользующего оборудования даже в периоды отключения электроэнергии всего дома.

Сигнализаторы, которые нередко предлагают населению сомнительные коммерсанты, что называется, с доставкой до двери, у газовиков вызывают недоверие. Вполне возможно, что звуковое и световое оповещение может сработать, например, на запах краски или уксуса, во время приготовления обеда. Но, даже если причиной реагирования датчика станет все-таки загазованность помещения, ввиду отсутствия клапана, утечка устранена не будет!

Внимание! Сигнализатор должен монтироваться только в комплекте с запорными клапанами, которые устанавливаются на газопроводе, подходящем к газовым приборам.

В соответствии с требованиями нормативных технических документов системы контроля загазованности с автоматическим отключением подачи газа в многоквартирных жилых зданиях обязательны к установке, когда в жилых помещениях размещается отопительное и (или) водогрейное газоиспользующее оборудование.  В остальных случаях система контроля загазованности может быть установлена по инициативе жильца.

Компания “Газпром газораспределение Архангельск” напоминает: запрещаются любые самовольные действия с газовым оборудованием, проведение газификации без соответствующих разрешений, привлечение случайных лиц для ремонта и перестановки газовых приборов. Все виды работ, связанные с газоснабжением, должны выполняться только специализированными организациями. 

Для приобретения и установки системы контроля загазованности в вашем доме или квартире вы можете обратиться на эксплуатационный участок Общества по телефону: (81832) 7-47-10.

ООО «Газпром газораспределение Архангельск»
www.arhgpgr.ru; [email protected]

Промышленный сигнализатор загазованности для производства

Сигнализатор газа промышленный – прибор, который используется для измерения концентрации взрывоопасных и вредных газов в производственном помещении. Современные устройства имеют микропроцессорную систему, быстро обрабатывающую информацию и производящую точную самодиагностику. Используются сигнализаторы в любых промышленных, бытовых, коммунально-бытовых помещениях, котельных, работающих на сжиженных газах. Также устанавливаются в общественных, административных и производственных зданиях, на АЗС, там, где есть риск утечки газа.

SYMN

На природный газ (метан).Рабочий диапазон: 0… 50% НКПР. Тип сенсора каталитический.

RGW032

Блок контроля и управления с ЖК дисплеем для 32-х внешних сенсоров на метан (Ch5) и угарный газ (CO)…

SGYME0V4ND

Возможность работы совместно с блоком контроля и управления типа RYM03M. Выходной сигнал 4..20 мА.

Конструктивные особенности промышленных сигнализаторов газа

Промышленный сигнализатор газа на производстве постоянно контролирует уровень метана, пропана, бутана и угарного газа в воздухе. Об утечке прибор сообщает световым сигналом, звуковым и передает информацию на смартфон ответственного лица, часто имеет встроенный GSM-модуль. В качестве чувствительного элемента, который определяет концентрацию газа, используется сенсор, термохимический или полупроводниковый датчик. Сигнал, поступающий с датчика, обрабатывается модулем, посредством сравнения значений с пороговыми. Блок питания отвечает за бесперебойную работу устройства. В промышленных приборах лучше предусмотреть аварийное питание, чтобы предупредить незапланированное отключение устройства.

Дополнительные возможности сигнализаторов

Для промышленных помещений выбирают сигнализаторы с расширенными функциональными возможностями. Например, это устройства, которые не только оповещают об утечке газа, но и передают сигнал тревоги на диспетчерский пульт управления или мобильный телефон. К новым моделям устройств можно подключать дополнительные выносные датчики контроля, наблюдая за ситуацией дистанционно, за сотни метров от загазованного места. Как правило это многоканальные системы загазованности. Компания КИПА, представляющая в России итальянский завод Seitron, может оказать подбор, поддержку и обслуживание систем контроля загазованности для любых сфер применения. Для промышленных помещений, для котельных, птичников, подземных парковок итд мы советуем использовать многоканальные системы Сейтрон типа RGW32 с сенсорами SGW или отдельные новейшие сенсоры SYCO и SYME с открытым протоколом для подключения к любым сторонним контроллерам. Сенсоры имеют встроенные сирену, световую сигнализацию, реле на выходе, открытый протокол управления.

Промышленные сигнализаторы газа с электромагнитным клапаном позволяют осуществлять управление посредством внешних устройств, что очень удобно. Плюс, устройства имеют функцию самодиагностики, а также обеспечивают управление разными системами: вентиляторами, потенциальными, импульсными отсекающими клапанами, внешними звуко-световыми приборами.

Достоинства приборов

1. Позволяют измерять концентрацию взрывоопасных и вредных газов в помещении, обеспечить безопасность труда на газовых, химических, энергетических производствах.

2. Промышленные приборы имеют произвольную конфигурацию каналов измерения, позволяющую адаптировать сигнализаторы под индивидуальные условия использования.

3. Каждый канал имеет световую и звуковую сигнализацию, срабатывающую при достижении пороговых границ значений.

4. Могут одновременно работать от двух резервирующих источников питания.

5. Потребляют минимальное количество электроэнергии.

Как выбрать?

Выбирая газосигнализатор, стоит учитывать такие критерии, которыми они отличаются:

• конструктивное исполнение;
• функциональные возможности;
• количество каналов измерения;
• количество измеряемых компонентов;
• назначение: промышленный сигнализатор газа или для квартиры, так же существуют автомобильные и для коммунально-бытовых помещений.

Очень важно придерживаться правил по установке датчиков, так как разный газ концентрируется в разных местах помещения. Например, если это пропан или угарный газ – он тяжелее воздуха и оседает в нижней части комнаты. Измерительный прибор должен находиться не выше полуметра от пола для пропана и около 1,5 м для угарного газа.

Сигнализатор газа промышленный позволит обеспечить промышленную безопасность персонала, а также технических средств и материальных ценностей, которые находятся на предприятии.

Сигнализатор загазованности GD100-C оксид углерода (угарный газ) 12В

Предназначен для автоматического непрерывного контроля объемной доли оксида углерода, и выдачи сигнализации о превышении установленного порогового значения, а также подачи сигнала закрытия клапана отсечки газа.

Область применения — жилые, бытовые, административные и общественные помещения, оборудованные печами, газогорелочными устройствами, закрытые гаражные и парковочные комплексы

 Работа сигнализатора загазованности

Датчик газа представляет собой электронный блок, монтируемый в корпус. Сигнализатор газа состоит из основной платы, блока питания и съемного измерительного модуля с сенсором.

Принцип работы сенсора основан на регистрации изменения сопротивления при изменении концентрации контролируемого газа.

После подачи питания загорается зеленый светодиод «Питание» и звучит зуммер, прибор переходит в режим прогрева, не более 4 минут. По окончании прогрева сигнализатор находится в режиме слежения.
  В этом режиме GD100 может выдавать следующие виды сигнализации:

1)  при отсутствии загазованности – непрерывный световой сигнал зеленого цвета;

2)  при превышении порогового уровня концентрации  контролируемого газа срабатывает световой извещатель красного цвета, звучит сигнал сирены, подается сигнал для срабатывания клапана;

3)  при снижении концентрации газа ниже установленного порога, прибор переходит в режим слежения, звуковой и световой извещатели перестают работать. Клапан остается в перекрытом состоянии, для возобновления подачи газа необходимо открыть клапан в ручном режиме.

При неисправности датчика загорается желтый индикатор и звучит зуммер. 
  Кнопка «ТЕСТ» предназначена для проверки светового и звукового извещателей, а также для проверки срабатывания клапана отсечки (если клапан подключен к прибору).

Технические характеристики:

Метод измерения:	диффузионный
Контролируемые газы:	оксид углерода (угарный газ) CO
Номинальное значение порога срабатывания сигнализации при измерении объемной доли оксида углерода, мг/куб.м:	100
Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности при контроле оксида углерода, мг/куб.м:	25
Время срабатывания сигнализации, сек, не более:	25
Время прогрева датчика, мин, не более:	4
Рабочий диапазон температур:	0оС — +55оС
Потребляемая мощность, Вт, не более:	3
Напряжение питания, В:	12 постоянного тока
Масса, кг, не более:	0,3
Габаритные размеры, мм, не более:	135 х 82 х 41

Сигнализатор загазованности RGICO0L42M | VERTRO

Сигнализатор загазованности RGICO0L42M | VERTROVERTRO | Сигнализатор загазованности RGICO0L42M | VERTRO

Назначение:

Сигнализатор загазованности RGICO0L42M используется для оповещения о достижении предельных концентраций угарного газа (СО) в воздухе помещения. При достижении установленного значения подаётся дискретный сигнал (on/off) на устройство управления и включается встроенная световая и звуковая сигнализация. Сигнализатор предназначен для настенного монтажа.

Параметр	Значение
Порог срабатывания	предварительная тревога: 20 мг/м3 ± 5 мг/м3 главная тревога: 100 мг/м3 ± 25 мг/м3
Сигнализация	работа: зелёный индикатор предварительная тревога: красный мигающий индикатор главная тревога: красный индикатор, звуковой сигнал отказ: жёлтый индикатор
Питание	230В -15%…+10% переменного тока
Тип переключателя	2 х SPDT
Коммутационная способность	2 × 6(2) A, 250 B переменного тока
Температура окружающей среды	0…+40 °C
Степень защиты	IP40
Материал и цвет корпуса	ABS V0 огнеупорный, белый (RAL9003)
Габариты	130×100×62 мм

Cпасибо!

Ваше письмо отправлено.

Cпасибо!

Ваше резюме отправлено в отдел кадров.

зачем в доме сигнализатор загазованности

1

Необходимость контроля воздушной среды

Для контроля концентрации в воздушной среде опасных для жизни человека веществ разработаны различные типы устройств. Например, СИГНАЛИЗАТОР природного газа. Он отслеживает концентрацию в воздушной среде природного газа, который в смеси с атмосферным воздухом может образовать взрывную смесь. Благодаря работе этого сигнализатора обеспечивается безопасная эксплуатация газоиспользующих приборов.

Бытовые сенсоры широко применяются в жилых помещениях, в квартирах, в коттеджах. Их задача – оповестить владельца об утечке. При достижении заданной пороговой концентрации в окружающем воздухе опасного вещества датчик вырабатывает специальный сигнал: звуковой и световой, предупреждая об опасности.

При получении такого сигнала жителям необходимо незамедлительно прекратить пользоваться газовым оборудованием, перекрыть краны на газопроводе и самих приборах, открыть окна для проветривания, выйти из помещения и вызвать специалистов аварийной службы «04». Пользоваться газом можно будет только после выяснения причин нештатной ситуации и устранения возникших неполадок оборудования.

2

Как правильно применять

Сенсор загазованности устанавливается непосредственно в помещении, где расположено газовое оборудование. Место расположения внешнего блока зависит от типа определяемого газа.

Для контроля утечек пропана и бутана датчики располагаются практически над самым полом – из-за высокого удельного веса газ скапливается внизу помещения. Для отслеживания утечек легколетучего метана сенсор монтируется в верхней части комнаты. Блок бытового сигнализатора имеет небольшие размеры и современный дизайн. Он лаконично вписывается в интерьер кухни или автономной домашней котельной.

Единственное условие к размещению датчика – он не должен закрываться шторами или иными предметами, перекрывающими доступ воздушных потоков. Бытовые сенсоры загазованности работают от обычной сети 220 В, потребляя небольшое количество электроэнергии.

 

3

Для верного контроля

Как и любой прибор сигнализатор загазованности требует регулярной проверки. Проверять его на соответствие техническим характеристикам необходимо не реже одного раза в год. Метрологическая поверка должна осуществляться квалифицированными специалистами, которые тщательно протестируют  электротехнические характеристики устройства и настроят чувствительность прибора на нужный уровень.

Кстати, ежегодную поверку сигнализатора помогут провести специалисты «Газпром газораспределение Великий Новгород».

Заявки принимаются дистанционно через электронный сервис, размещенный на официальном ресурсе КОМПАНИИ в сети Интернет или по телефону (8162) 61-82-23.

4

Как установить сигнализатор и где его приобрести

Приобрести прибор можно в торговой сети «Газпром газораспределение Великий Новгород». Специалисты компании окажут необходимую консультацию, а также помогут установить сигнализатор в соответствии с техническими требованиями.

В сложившейся эпидемиологической ситуации заявку лучше всего оформить дистанционно через интернет-магазин компании shop.novoblgaz.ru.

Оформить заказ можно также по телефону и непосредственно в самом магазине. Торговые точки компании работают с соблюдением рекомендованных мер предосторожности по профилактике коронавирусной инфекции.

Великий Новгород: ул. Германа, 21, (816 2) 77-13-87; ул. Загородная д. 2 кор. 1, (816 2) 97-46-12

Боровичи: улица Сушанская дом 18, (816 64) 55-007

Валдай: улица Октябрьская дом 20/21, (816 66) 24-880

Ростехнадзор разъясняет: Установка датчиков ДВК и ПДК, загазованности

Вопрос:

Требуется ли установка датчиков ДВК и ПДК в насосной (закрытого типа), с наличием обращающегося вещества – мазут (4 класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76). Взрывоопасные зоны 1, 2 класса отсутствуют. Какими нормативными документами должны устанавливаться требования к местам расположения и типам средств автоматического непрерывного газового контроля и анализа для производственных помещений (насосных)?

Ответ: Классификация взрывоопасных зон установлена техническим регламентом Таможенного союза «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах» (ТР ТС 012/2011) и «Техническим регламентом о требованиях пожарной безопасности» (Федеральный закон от 22 июля 2008 г. №123-ФЗ).

В соответствии с межгосударственным стандартом «Топливо нефтяное. Мазут. Технические условия» ГОСТ 10585-2013 температура вспышки мазута (в зависимости от марки мазута) варьируется от 80 до 110 0 С. Температурой вспышки называется минимальная температура, при которой пары нефтепродукта образуют с воздухом смесь, способную к кратковременному образованию пламени при внесении в нее внешнего источника воспламенения (пламени, электрической искры и т. п.).

Таким образом, вопрос об оснащении насосной датчиками газового анализа (место расположения и тип) должен быть определен и обоснован проектной документацией исходя из конкретной температуры нагрева мазута.

Требования к стационарным системам газового анализа установлены разделом «II. Требования промышленной безопасности при разработке проектной документации на опасные производственные объекты нефтегазоперерабатывающих производств» Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности нефтегазоперерабатывающих производств», утв.приказом Ростехнадзора от 29 марта 2016 года № 125 ».

---

Вопрос от 10.12.2018:

В управление поступило обращение с вопросом о разъяснении требований по установке датчиков загазованности?

Ответ: Согласно п. 7.2 Свода правил СП 62.13330.2011* Газораспределительные системы. Актуализированная редакция СНиП 42-01-2002 (с Изменениями № 1, 2) оснащение газифицируемых помещений системами контроля загазованности (по метану, СУГ и оксиду углерода) и обеспечения пожарной безопасности с автоматическим отключением подачи газа и выводом сигналов на диспетчерский пункт или в помещение с постоянным присутствием персонала устанавливается:

Газовые датчики для Интернета вещей

Газовые датчики для Интернета вещей

Мы разрабатываем и производим высокопроизводительные датчики газа

• Компоненты газового датчика

  Методы ламинирования большого объема пластика и печатной электроники для изготовления высокоэффективных электрохимических газовых сенсоров в тонком и недорогом корпусе.

  Начиная с $ 20

  КУПИТЬ

• Компоненты датчика качества воздуха

  Два разных датчика со сверхнизким энергопотреблением, предназначенные для неспецифического широкого обнаружения газов.

  Начиная с $ 20

  КУПИТЬ

• Комплекты аналоговых датчиков проявителя

  Быстро интегрируйте газоанализатор в окончательный дизайн.

  Начиная с $ 249

  КУПИТЬ

Датчики газа для Интернета вещей

• Качество воздуха в помещении и на улице

  По мере разработки новой технологии мониторинга воздуха растет спрос на инновационные сенсорные технологии.SPEC Sensors предлагает высокоточные измерения NO2, SO2, h3S, CO и озона. Наши клиенты разрабатывают технологии для обеспечения безопасности дома и офиса, а также предоставляют городскую инфраструктуру для контроля качества воздуха и загрязнения воздуха.

• Общественный спрос на анализ дыхания растет в областях, связанных с обнаружением здоровья. Необходимы новые технологии, чтобы вывести анализ дыхания на передний план. Датчики SPEC могут предоставить высокоточные датчики с низким энергопотреблением, что является двумя факторами, необходимыми для портативных портативных устройств анализа дыхания.

• Электрохимические датчики SPEC Sensors хорошо подходят для носимых устройств благодаря низкому энергопотреблению, высокой точности и небольшому размеру. Поскольку новаторы продолжают находить все больше применений для носимых устройств, SPEC Sensors предлагает датчики газа для использования способами, которые ранее были невозможны.

• Растущая потребность в более безопасных условиях жизни и труда приводит к появлению новых технологий экологической безопасности.Датчики SPEC позволяют измерять пять основных газов. Наши клиенты также разрабатывают новые технологии для обеспечения безопасности работников. Наши маленькие и точные датчики служат основой для разработки новых технологий.

Какое измерение вас беспокоит?

Датчик газа

— обзор

1 Введение и основы

Под газовыми датчиками

обычно понимается измерение концентрации некоторых представляющих интерес аналитов, таких как CO, CO ₂ , NO _x , SO ₂ , не останавливаясь на данном этапе на множестве лежащих в основе подходов, таких как оптическое поглощение, электрическая проводимость, электрохимический (ЕС) и каталитический шарик (см. Раздел 3).Однако, как обсуждалось в разделе 2, многие другие датчики газа измеряют физические свойства окружающей среды, такие как простая температура, давление, расход, теплопроводность и удельная теплоемкость, или более сложные свойства, такие как теплотворная способность, сверхсжимаемость и т. Д. и октановое число для газообразного топлива. Последнее может потребовать капиталоемких (двигатели) или разрушающих испытаний, например, с помощью сгорания, или включать измерение ряда параметров, которые служат входными данными для корреляции со сложным интересующим свойством.

Когда датчик обеспечивает множество выходных сигналов, как в оптических или масс-спектрометрах (МС), мы называем его газоанализатором. Газовая хроматография (ГХ), дифференциальный термический анализ (ДТА), подвижность ионов и ядерный магнитный резонанс (ЯМР) являются дополнительными примерами, некоторые из которых будут подробно описаны в разделе 4. Такие анализаторы, предпочитаемые автором, не следует путать с Матрицы датчиков, в которых на каждом элементе матрицы используются различные чувствительные материалы (обычно полимеры и оксиды металлов), которые затем должны соответствовать трудно достижимым требованиям стабильности.

Рабочие характеристики всех вышеупомянутых датчиков и анализаторов можно охарактеризовать их отношением сигнал / шум (S / N), минимальным обнаруживаемым пределом (MDL), селективностью и временем отклика. Энергопотребление, размер и вес становятся все более важными по мере роста интереса и спроса на портативные датчики с батарейным питанием, с возможностью беспроводной связи или без нее. Эти характеристики можно рассматривать как простые параметры производительности, потому что их относительно просто измерить количественно.

Самокалибровка, дрейф, сигнал / шум и частота ложных тревог (FAR) (в основном для датчиков состава или анализаторов) требуют более сложных подходов, но они приобретают все большее значение во всех приложениях, таких как медицина, промышленность, защита окружающей среды. , и использование службы быстрого реагирования. В разделе 5 подробно рассматривается эта тема.

Другая классификация газовых сенсоров и анализаторов может быть основана на их методе отбора проб: диффузией, перекачкой или дистанционным оптическим отбором проб для индукции флуоресценции, поглощения или рассеяния.

Исследователи, дизайнеры и планировщики постоянно сталкиваются с необходимостью принимать решения о разработке или изготовлении до того, как станут доступны все факты. Следовательно, существует постоянная потребность в создании оценок производительности и чувствительности устройств, конструкции, а также сенсорных систем. Это где математическое моделирование, будь то простое или сложное, или ad hoc (для моделирования конкретного датчика) или многоцелевое (такое как ANSYS, FLUENT для моделирования теплопередачи или потока датчика в рамках заданной программной структуры, которая адаптирована для отдельные геометрии и условия) могут оказать огромную помощь.Вместо того, чтобы посвящать отдельный раздел этой теме, в этой главе будет обсуждаться несколько примеров.

Цель этой главы — не дать исчерпывающий обзор мира газовых датчиков или истории их разработки, а выделить и поделиться избранными подходами к обнаружению газа, которые впечатлили автора тем, что они соответствуют современным ожиданиям в отношении производительности и характеристик. , и стоимость.

Вопрос стоимости заслуживает дополнительных комментариев. Вопреки первоначальной негативной реакции, которую можно было бы вызвать по этому поводу, из-за его потенциальной коммерциализации автор разделяет мнение, что стоимость просто добавляет трудную профессиональную задачу (сохранение, устойчивое развитие, доступность) ко всем остальным, связанным с созданием универсального и полезного датчика. упомянутые выше характеристики производительности.Фактически, многие элегантные подходы к распознаванию уже лежат на полке, потому что немногие потенциальные пользователи могут позволить себе их реализовать.

Датчики, преобразователи | Датчики газа

$ 63,27000

— Немедленно

Sense

CCTDC -ND

CCS801B-COPDDKR-ND

144- 90 (CO)9 O3)9 O3)14 ± 3% 901 O3) 14109

14108 9

14108 9 999 Sensors, LLC, LLC

НИЗКАЯ МОЩНОСТЬ ДАТЧИКА ГАЗА КАЧЕСТВА ВОЗДУХА

$ 19,52000

3787 — Немедленно

Sensirion AG

Sensirion AG

98 98 1 1649-1095-1-ND 1649-1095-6-ND

—

Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®

Not For New Конструкции

Качество воздуха

—

± 15%

I²C

-40 ° C ~ 85 ° C

1.62 В ~ 1,98 В

65 мкА

ДАТЧИК ТЕПЛОВОЙ ПРОВОДИМОСТИ CO2

$ 72,86000

0 — Немедленно

Sensirion AG 0

9116 9116 9116 9116 9000 9000 9000 9 -R3TR-ND 1649-STC31-R3CT-ND 1649-STC31-R3DKR-ND

—

Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®

Актив

Двуокись углерода (CO2)

—

± 0.5%

I²C

-20 ° C ~ 85 ° C

2,7 В ~ 5,5 В

5 мА

ДАТЧИК СО2 I2C / MODBUS / PWM DIGITL

903,27000

Sensirion AG

Sensirion AG

1

1649-1098-ND

—

Лоток

Активный

Углекислый газ (CO2)

%

I²C, Modbus, PWM

0 ° C ~ 50 ° C

3.3 В ~ 5,5 В

75 мА

ВСТРОЕННЫЙ ДАТЧИК TVOC IAQ

$ 5,37000

4749 — Немедленно

Renesas Electronics America Inc

9999 Renesas 99999 1833-1031-2-ND 1833-1031-1-ND 1833-1031-6-ND

— 9

Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi- Reel®

Active

Качество воздуха

—

± 15%

I²C

-40 ° C ~ 65 ° C (TA)

1.7 В ~ 3,6 В

2,8 мА

$ 8,47000

1,222 — Немедленно

ScioSense

ScioSense

1

—

Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi-Reel®

Активный

Качество воздуха

Напряжение

-5 ° C ~ 50 ° C

1.4V

—

ВСТРОЕННЫЙ ДАТЧИК OAQ W / I2C OUTP

$ 7,32000

5,599 — Немедленно

Renesas Electronics 0 9996 Renes Inc. 800-4330-2-ND 800-4330-1-ND 800-4330-6-ND

*

Лента и катушка (TR) Cut Tape (CT) Digi- Reel®

Active

—

—

—

—

—

—

—

ВСТРОЕННЫЙ ДАТЧИК OAQ W / I2000 OUTP 9 9010.24000

270 — Немедленно

Renesas Electronics America Inc

Renesas Electronics America Inc

1

800-4329-ND

—

Tray

—

± 15%

I²C

-40 ° C ~ 65 ° C

1,7 В ~ 3,6 В

11 мА

АНАЛОГОВЫЙ ТЕЧЕНИЕ ДАТЧИКА ГАЗА

$ 20.00000

4,379 — Немедленно

SPEC Sensors, LLC

SPEC Sensors, LLC

1

1684-1000-ND

—

Массовая доля оксида углерода

—

± 2%

Ток

-30 ° C ~ 55 ° C

5 мВ

—

$ 20.00000

1,463 — Немедленно 90129 900 SPEC Sensors, LLC

SPEC Sensors, LLC

1

1684-1042-ND

—

Лоток

Активный

Озон (O3)

—

—

-30 ° C ~ 50 ° C

—

—

$ 20.00000

600 — Немедленно

SPEC Sensors, LLC

SPEC Sensors, LLC

1

1684-1043-ND

—

Bulk

—

—

—

-30 ° C ~ 50 ° C

—

—

SENSOR GAS CO ANALOG CUR MOD

000 $ 20.00000 9 9010 — Немедленно

SPEC Sensors, LLC

SPEC Sensors, LLC

1

1684-1001-ND

—

Bulk

Active

Окись углерода (CO)

± 2%

Ток

-30 ° C ~ 55 ° C

5 мВ

—

$ 25.85000

0 — Немедленно

Sensirion AG

Sensirion AG

1

1649-1120-ND

—

Конструкции Массовые

Не для новых

—

15%

I²C

-20 ° C ~ 85 ° C

4,5 ~ 5,5 В

49mA

$ 31,24 000

304 — Немедленное12 Renesas 901 America Inc

Renesas Electronics America Inc

1

800-3800-ND

—

Лоток

Активный

Водород (h3)

—

—

Напряжение -20 ° C ~ 50 ° C

2.5 В ~ 5 В

—

48,64000 долл. США

2,824 — Немедленно

Senseair

Senseair

1

3 2194-009 S8

Лоток

Активный

Углекислый газ (CO2)

—

± 3%

ШИМ, UART

0 ° C ~ 50 ° C

4,5 В ~ 5,25 В

300 мА

48 долларов США.64000

1872 — Немедленно

Senseair

Senseair

1

2194-004-0-0013-ND

S8

Лоток для углекислого газа

)

—

± 3%

ШИМ, UART

0 ° C ~ 50 ° C

4,5 В ~ 5,25 В

300 мА

ДАТЧИК АНАЛОГОВОГО НАПРЯЖЕНИЯ ДАТЧИКА $

.00000

107 — Немедленно

SPEC Sensors, LLC

SPEC Sensors, LLC

1

1684-1049-ND

—

Bulk

—

± 2%

0 В ~ 3 В

-20 ° C ~ 40 ° C

2,7 В ~ 3,3 В

15 мкА

$ 55,66000

1869 — Немедленно

Senseair

Senseair

1

2194-004-0-0010-ND

S8

Лоток

Активный

— Двуокись углерода 900

± 3%

ШИМ, UART

0 ° C ~ 50 ° C

4.5 В ~ 5,25 В

300 мА

$ 58,08000

125 — Немедленно

Senseair

Senseair

1

08 2194-099

K30

Коробка

Активный

Двуокись углерода (CO2)

—

± 3%

0 В ~ 5 В, 0 В ~ 10 В (по выбору)

0 ° C ~ 50 ° C

4,5 В ~ 14 В

600 мА

$ 79.31000

755 — Немедленно

Senseair

Senseair

1

2194-030-8-0006-ND

K30

Tray

)

—

± 3%

I²C, UART, напряжение

0 ° C ~ 50 ° C

4,5 В ~ 5,25 В

40 мА

$ 79,97000

18 — Немедленно

Senseair

Senseair

1

2194-030-8-0011-ND

K30

Лоток

Активный

Углекислый газ 144 — CO2

I²C, UART, напряжение

0 ° C ~ 50 ° C

4.5 В ~ 14 В

300 мА

МОДУЛЬ СО2 5000PPM ДИФФУЗИЯ

$ 95,77000

331 — Немедленно

Amphenol 5 1 999 9 999 9 999 9 999 -ND

Telaire®

Навалом

Активный

Двуокись углерода (CO2)

—

± 2%

I²C

14 ~ 140 ° F (-10 ~ 60 ° C)

4.5 В ~ 5,5 В

200 мА

МОДУЛЬ СО2 5000PPM ДИФФУЗИЯ

$ 104,81000

129 — Немедленно

Amphenol 5

9998 Amphenol 1285-ND

Telaire®

Навалом

Активный

Углекислый газ (CO2)

—

10%

0 В ~ 4 В

0 ° C ~ 50 ° C

5VDC

—

МОДУЛЬ ЦИФРОВОГО ДАТЧИКА ГАЗА O3

$ 150.00000

225 — Немедленно

SPEC Sensors, LLC

SPEC Sensors, LLC

1

1684-1046-ND

—

Bulk

—

—

—

—

—

—

DGS-CO ЦИФРОВОЙ МОДУЛЬ ГАЗОВОГО ДАТЧИКА

$ 150.00000

SPEC Sensors, LLC

1

1684-1034-ND

—

Навалом

Активный

Окись углерода (CO)

—

± 15%

USB

-20 ° C ~ 40 ° C

2.6 В ~ 3,6 В

4 мА

DGS-SO2 МОДУЛЬ ЦИФРОВОГО ДАТЧИКА ГАЗА

$ 150,00 000

64 — Немедленно

SPEC Sensors, LLC 6 9114 SPEC

1684-1038-ND

—

Навалом

Активный

Диоксид серы

—

± 15%

USB

-20 ° C ~ 40 ° C

2.6 В ~ 3,6 В

4 мА

Принцип работы — датчик газа типа MOS

Сводка

ШАГ1

В чистом воздухе донорные электроны в диоксиде олова притягиваются к кислороду, который адсорбируется на поверхности чувствительного материала, предотвращая прохождение электрического тока.

ШАГ2

В присутствии восстановительных газов поверхностная плотность адсорбированного кислорода уменьшается, поскольку он вступает в реакцию с восстановительными газами.Затем электроны высвобождаются в диоксид олова, позволяя току свободно проходить через датчик.

Принцип действия

Когда полупроводниковые частицы (обычно диоксид олова) нагреваются на воздухе при высокой температуре, кислород адсорбируется на поверхности частицы за счет захвата свободных электронов. Образованный таким образом обедненный слой во многом зависит от радиуса используемых полупроводниковых частиц. Если он такой малый, как обычно используется в датчиках газа (десятки нанометров), истощение может распространяться на всю площадь каждой частицы (уменьшение объема, высокая чувствительность).С другой стороны, если размер намного больше, истощение обычно происходит на периферии каждой частицы (региональное истощение, низкая чувствительность).

На рисунке 1 показано, как структура энергетических зон и распределение электронов проводимости изменяются с увеличением парциального давления кислорода от нуля (состояние плоской зоны) до состояния I (региональное обеднение), II (граница) и III (уменьшение объема). Пока граница не достигнута, адсорбционное равновесие достигается за счет увеличения толщины обедненного слоя.Однако позже (истощение объема) уровень Ферми понижается на p кТл при переходе от II к III, в то время как толщина слоя остается постоянной.

x : Расстояние в радиальном направлении qV (x) : Потенциальная энергия а : Радиус частицы [O — ] : Концентрация адсорбированного кислорода E C : Энергия зоны проводимости E F : Уровень Ферми p kT : Сдвиг уровня Ферми

[e] : Концентрация электронов N d : Плотность доноров

Рисунок 1.Структура энергетических зон (вверху) и распределение электронов проводимости (внизу) для полупроводниковой частицы, что коррелирует с увеличением концентрации адсорбированного кислорода

На этом этапе два важных уравнения выводятся теоретически для сенсорного устройства, состоящего из сферических частиц, следующим образом.

[e] _S = N _d exp {- (1/6) ( a / L _D ) ² — p } … (1)

R / R ₀ = N _d / [e] _S … (2)

Здесь [e] _S — поверхностная концентрация электронов частиц, а L _D — длина Дебая. R и R ₀ — сопротивления датчика в установившемся режиме и состоянии плоской полосы соответственно. Остальные символы см. В подписи к рисунку 1. Когда выбраны материалы сенсора, N _d , a , L _D и R ₀ являются фиксированными, а p зависят от фактических газовых условий.

Как описано выше, газовые датчики типа MOS изменяют сопротивление (R) в результате изменения концентрации адсорбированного кислорода. При правильном использовании можно обнаружить восстановительные газы, такие как окись углерода. Адсорбированный кислород, образующийся в чистом воздухе, будет потребляться при контакте с монооксидом углерода, в результате чего уменьшение R используется для оценки концентрации монооксида углерода. Датчик восстанавливает исходный уровень сопротивления, когда угарный газ отключен. Такой механизм обнаружения работает в датчиках газа на основе диоксида олова.

Артикул:	Нобору Ямазоэ, Кенго Шиманоэ, Базовый подход к функции преобразователя оксидных полупроводниковых газовых сенсоров , Датчики и исполнительные механизмы B 160 (2011) 1352-1362

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Датчик газа для применения в качестве детектора утечки пропана

Детектор газа пропана был построен на основе полупроводникового оксида антимоната никеля (NiSb ₂ O ₆ ) с помощью аналоговой электронной схемы.Детектор газа был разработан для контроля атмосферы, в которой возможна утечка газообразного пропана. Методология создания прототипа представлена ​​в 5 этапов: (1) синтез оксидных порошков NiSb ₂ O ₆ , (2) определение характеристик порошков с помощью XRD и TEM, (3) изготовление и электрические характеристики химического газового сенсора. , (4) разработка аналоговой схемы, основанная на электрическом отклике газового датчика, и (5) функциональные тесты. Детектор газа был построен недорого и показал отличную функциональность.Рабочие условия были следующими: 200 ° C, концентрация газа 5 частей на миллион, коэффициент усиления электронной схемы 5 и чувствительность датчика 0,41.

1. Введение

Системы обеспечения здоровья очень важны в промышленных процессах, потому что они помогают предотвращать и устранять чрезвычайные ситуации, спасая человеческие жизни и избегая высоких экономических затрат. Среди прочего, существует несколько типов сценариев риска для здоровья: вибрации [1], короткие замыкания [2], а также утечки топлива [3] и токсичных газов (пропана, метана, этана, окиси углерода и двуокиси углерода) [4] .Например, системы обнаружения газа пропана играют очень важную роль в работе с котлами, поскольку они предотвращают возможные взрывы из-за сбоев в контроле пламени [5]. Эти системы защиты в основном состоят из химического датчика пропана и электронной схемы для адаптации сигнала. Химический датчик может быть построен на основе полупроводниковых материалов, а электронная схема может быть аналоговой или цифровой.

В настоящее время полупроводниковые материалы тщательно изучаются для использования в качестве датчиков газа.Это связано с тем, что такие материалы, как оксиды полупроводников, проявляют интересные химические и физические свойства, когда поверхность этих материалов контактирует с окисляющим или восстановительным газом. Фактически, на их реакцию влияет, когда поверхность химически или физически реагирует с молекулами тестовых газов, изменяя проводимость и сопротивление в зависимости от концентрации [6–8]. Это изменение электрических свойств зависит от типа полупроводникового материала (-типа или -типа) [6, 7]. В литературе сообщается, что когда полупроводник a-типа вступает в контакт с молекулами газа, такими как CO, проводимость уменьшается, а электрическое сопротивление увеличивается [9].Кроме того, если тот же полупроводник поглощает газ, такой как O ₂ , то проводимость повышается, а электрическое сопротивление уменьшается [6]. С другой стороны, если полупроводник a-типа подвергается воздействию атмосферы CO ₂ или O ₂ , возникает противоположность полупроводнику a-типа [10]. Такое поведение связано с природой носителя заряда, которым обладает полупроводник. Согласно литературным данным, для сенсорных приложений было предложено несколько полупроводниковых материалов, в том числе бинарные полупроводники (такие как NiO, CuO, WO ₃ и TiO ₂ ) [11], перовскиты (BaTiO ₃ , NdCoO ₃ и ZnSnO ₃ ) [12–14], шпинели (AlCo ₂ O ₄ , NiFe ₂ O ₄ и MgFe ₂ O ₄ ) [15–17 ] и трирутил (MX ₂ O ₆ , где M может быть Ni, Co или Cu, а X заменен на Sb или Ta ​​[18, 19], например NiSb ₂ O ₆ [20], CoTa ₂ O ₆ [21] и NiTa ₂ O ₆ [22]).Независимо от полупроводникового материала, используемого для датчика, для адаптации сигнала требуется электронная схема с желаемыми характеристиками: низкая стоимость, высокая функциональность, быстрый отклик, высокая чувствительность, отличная повторяемость, высокое разрешение и простая конструкция.

В данной работе предлагается система защиты от пропанового газа, применимая для защиты атмосферы, свободной от такого токсичного газа. Датчик газа построен на основе порошков синтезированного оксида антимоната никеля (NiSb ₂ O ₆ ), который представляет собой полупроводник трирутильного типа, а адаптация его сигнала реализована по аналоговой схеме операционных усилителей.Порошки были охарактеризованы с помощью дифракции рентгеновских лучей (XRD) и просвечивающей электронной микроскопии (TEM), а физическая характеристика сенсора была проведена с использованием статических электрических испытаний. На основе электрического отклика датчика была выбрана аналоговая электронная схема для адаптации его сигнала. Благодаря объединению датчика газа и электронной схемы был разработан прототип для контроля возможных утечек газа пропана. Его рабочие параметры были следующими: концентрация газообразного пропана 5 частей на миллион, температура 200 ° C, коэффициент усиления схемы 5 и чувствительность датчика 0.41. Экспериментальные испытания газового детектора показали отличную функциональность, повторяемость и быструю реакцию.

2. Материалы и методы

2.1. Материалы

На рис. 1 показана электронная схема детектора газа пропана, состоящего из сенсора на основе оксида антимоната никеля (NiSb ₂ O ₆ ) и аналоговой схемы. Для нового устройства требовалось наличие трансформатора 120/32 В, диодного моста KBL610, регулятора LM7812, регулятора LM7912, четырех конденсаторов, двух конденсаторов, двух резисторов, шести резисторов, калиброванного подстроечного резистора. , и подстроечный резистор, откалиброванный под.

2.2. Методология

На рисунке 2 схематично показана предлагаемая методология реализации детектора. Методика в основном состояла из двух этапов: изготовление датчика и адаптация сигнала. При изготовлении сенсора порошки оксида NiSb ₂ O ₆ были синтезированы и охарактеризованы с помощью XRD, поверхность была проанализирована с помощью ПЭМ, и были изготовлены гранулы, изготовленные из порошков, электрический отклик которых был измерен. При адаптации сигнала аналоговая схема была построена на основе электрического отклика датчика и состояла из моста Уитстона, инструментального усилителя, компаратора и источника питания постоянного тока.

2.3. Изготовление химического сенсора

Рисунок 2 показывает, что изготовление химического сенсора состояло из четырех этапов: (1) синтез порошков NiSb ₂ O ₆ , (2) анализ поверхности, (3) изготовление таблеток и (4) ) электрические характеристики. Далее описывается каждый этап: (1) Порошки NiSb ₂ O ₆ были синтезированы с использованием процесса влажной химии с использованием микроволнового излучения, описанного в ссылках [23, 24]. Были использованы те же концентрации, время и оборудование, как указано там. (2) Порошки NiSb ₂ O ₆ были охарактеризованы методом XRD.В этом случае в дифрактометре Panalytical Empyrean использовалось излучение Cu- α с длиной волны 1,5406 Å. Кроме того, развертка выполнялась в диапазоне от 10 до 90 ° с шагом 0,02 ° и временем одной секунды на шаг. Анализ поверхности проводился с использованием просвечивающего электронного микроскопа (Joel Brand JEM-ARM200F) в режиме изображения. Размер наночастиц измеряли по изображениям, полученным с помощью ПЭМ. Ранее отдельные наночастицы порошков NiSb ₂ O ₆ диспергировали ультразвуком в течение 10 минут, а затем наносили на медную сетку размером 300 меш, содержащую формварную / углеродную мембрану (Тед Пелла) (3). 0.4 г порошков NiSb ₂ O ₆ прессовали под давлением 20 тонн в течение 170 мин. Для этого использовалось оборудование Simple Ital Equip-25t. Размеры таблеток составляли 12 мм в диаметре и 0,5 мм в толщину. Таблетки помещались на металлическое основание внутри камеры. Два омических контакта из коллоидно-серебряной краски высокой чистоты (Alfa Aesar) помещали на поверхность таблеток, устанавливая на них два электрода так, чтобы был контакт между поверхностью таблеток и исследуемым газом.Электроды были разделены таким образом, чтобы между ними не было контакта, что позволяло получать правильные показания изменения электрического сопротивления датчика и, следовательно, правильные показания чувствительности [24, 25]. Конфигурация сенсорной системы представлена ​​на Рисунке 3 (4). Чтобы измерить чувствительность химического сенсора, он был помещен внутри системы обнаружения пропана для статических испытаний, которые основывались на изменении сопротивления, когда NiSb ₂ O ₆ подвергался воздействию потоков пропана с концентрациями 1, 5, 50, 100, 200, 300, 400 и 500 ppm и рабочими температурами 100, 200 и 300 ° C.Чувствительность рассчитывалась по следующему уравнению [24, 26]: где и — электропроводность материала (обратная электрическому сопротивлению) в пропане и воздухе соответственно. Обе клеммы были подключены к цифровому мультиметру Keithley 2001 и источнику напряжения [23–25]. Использовалась измерительная вакуумная камера с вакуумной емкостью 10 ^-3 Торр. Концентрацию газа и парциальное давление контролировали с помощью детектора Leybold TM20. Электропроводность была измерена с помощью цифрового мультиметра Keithley в зависимости от рабочей температуры и концентрации газа (см. Рисунок 3).

2.4. Адаптация сигнала

Для адаптации сигнала была предложена аналоговая электронная схема на базе операционных усилителей. При его конструкции учитывались рабочая температура 200 ° C, рабочая концентрация 5 частей на миллион и коэффициент усиления схемы 5. Сопротивление и чувствительность датчика составляли и соответственно. Электронная схема представлена ​​на рисунке 1. Для ее применения потребовалось два этапа: калибровка и обнаружение.

2.4.1. Калибровка

Сначала датчик был откалиброван в воздушной атмосфере, где электронный детектор не выдает сигнал тревоги. Затем потребовались следующие шаги: (а) резистивный химический сенсор был помещен в атмосферу без присутствия газообразного пропана, чьи терминалы были подключены к мосту Уитстона; (b) мост Уитстона был откалиброван путем изменения до тех пор, пока условие не было выполнено, расчет с где — напряжение питания, — прецизионные резисторы, — сопротивление химического датчика, — переменный резистор для калибровки; (c) усилитель использовался для сравнения напряжений и, и он также использовался для усиления входного напряжения, которое было где термин определяет коэффициент усиления, является переменным сопротивлением для увеличения чувствительности устройства обнаружения пропана, является прецизионным резистором, и условие было истинным, и комбинируя выражения (2) и (3), напряжение было

(d) эталонных напряжений и сравнивались с использованием схемы компаратора, так что сигнал тревоги подавался

где — коэффициент усиления операционного усилителя в разомкнутом контуре.Детекторное устройство не генерировало сигнал тревоги, потому что датчик не обнаруживал газ пропан.

2.4.2. Обнаружение

На этапе обнаружения резистивный датчик на основе оксида NiSb ₂ O ₆ был установлен в атмосфере с присутствием газа C ₃ H ₈ , установив электронное устройство в безопасной зоне. Затем потребовались следующие шаги: (а) когда датчик обнаружил газ пропан, мост Уитстона имел дисбаланс, удовлетворяющий условию такое, что удовлетворено, потому что это правда; (б) инструментальный усилитель выдавал выходное напряжение, равное где значение получается умножением и; (c) сигнал тревоги был произведен схемой компаратора, показанной на Рисунке 1, и на основании уравнения (5), это где и имеют то же значение, поскольку операционный усилитель находился в режиме насыщения из-за высокого усиления.В этом случае сигнал тревоги был подан, потому что датчик газа обнаружил присутствие газообразного пропана в контролируемой атмосфере.

3. Результаты и обсуждение

3.1. Рентгеноструктурный анализ

На рис. 4 показана дифрактограмма оксида NiSb ₂ O ₆ , прокаленного при 800 ° C. Как видно, наиболее интенсивные рефлексы принадлежат основной фазе оксида. Дифракционная картина, полученная в этом исследовании, была идентифицирована с использованием файлов базы данных JCPDF 38-1083 и PDF 86-0110.Характерные плоскости материала располагались под углом 21,43 °, 27,14 °, 33,50 °, 34,99 °, 38,80 °, 40,19 °, 53,22 °, 56,03 °, 60,23 °, 62,77 °, 63,32 °, 67,20 °, 67,78 °, 73,89 °, 80,89 °, 83,13 ° и 86,83 °. Согласно файлу базы данных, оксид NiSb ₂ O ₆ представляет собой материал, который кристаллизуется в тетрагональной структуре с параметрами сетки и пространственной группой P42 / mnm (136). Кроме того, на той же дифрактограмме были обнаружены отражения, связанные с NiO, расположенные при 43,25 ° и 75 °.27 °. Эти точки были идентифицированы с помощью файла JCPDF 01-1239. NiO представляет собой кристаллическую фазу, внешнюю по отношению к основным отражениям NiSb ₂ O ₆ , которая кристаллизуется в кубической структуре с параметрами ячейки и специальной группой Fm-3m (JCPDF 01-1239). Результаты, представленные на рисунке 4, согласуются с результатами, приведенными в ссылках [20, 24, 25], где было синтезировано то же соединение, но с использованием различных способов получения, таких как реакция в твердом состоянии или коллоидный путь.В предыдущих работах наша исследовательская группа сообщала о синтезе NiSb ₂ O ₆ с применением процессов влажной химии [23–25, 27].

Когда мы сравниваем наши результаты XRD с результатами, приведенными в ссылке [27], где кристаллическая фаза того же оксида была синтезирована методом твердофазной реакции при температуре 1450 ° C, можно ясно увидеть, что мы получили кристаллическую фазу NiSb ₂ O ₆ при значительно более низкой температуре.

3.2. ПЭМ-анализ

На рис. 5 показаны ПЭМ-изображения микроструктуры NiSb ₂ O ₆ , прокаленного при 800 ° C. Четко прослеживается производство наночастиц различной формы и размера. Темные области были вызваны плохим прохождением электронов на частицах. Как можно видеть на Фигуре 5 (а), наблюдается большая агломерация наночастиц, к которым присоединилось влияние температуры, приложенной к исходному материалу во время процесса синтеза.Можно видеть, что наночастицы соединяются вместе из-за образования перешейков, вызванных слиянием частиц, что подтверждается на рисунке 5 (b). Размер наночастиц оценивался в диапазоне от 5 до 65 нм, со средним значением ~ 23,24 нм и стандартным отклонением ± 10,7 нм (см. Рисунок 6). Наблюдается рост на наночастицах очень мелких частиц (средний размер ~ 2,8 нм). Рост различной морфологии можно увидеть на рисунках 5 (c) и 5 ​​(d), а также частицы квадратной формы, внедренные в материал, с предполагаемым размером ~ 78.57 нм.

На рис. 7 показаны изображения поверхности наночастиц NiSb ₂ O ₆ , прокаленных при 800 ° C, с высоким разрешением (ПЭМВР). Увеличение было сделано для идентификации кристаллических плоскостей частиц, оценивая размер наночастиц на уровне 50,3 нм и 21,62 нм для частиц в форме шеи. Формирование плоскостей указывало на кристаллическую природу материала. В случае наночастиц, соединенных шейками, можно наблюдать изменение ориентации кристаллических плоскостей.Расстояние между плоскостями было оценено в 2,5636 и 4,1520 Å, что соответствует плоскостям (103) и (101) тетрагональной трирутильной структуры NiSb ₂ O ₆ . Эти плоскости имели максимальный угол дифракции 34,991 и 21,418 °, что можно проверить на Фигуре 4. Эти результаты подтвердили образование кристаллической фазы оксида трирутильного типа.

3.3. Анализ чувствительных свойств

Анализ газочувствительных свойств наноструктурированного NiSb ₂ O ₆ был проведен при 0, 1, 5, 50, 100, 200, 300, 400 и 500 частей на миллион пропана и при температурах. 100, 200 и 300 ° C.Чувствительность рассчитывалась по уравнению (1) [23–25]. Результаты показаны на рисунке 8.

NiSb ₂ O ₆ явно был чувствителен к каждой концентрации газа и рабочей температуре. Однако значительных изменений при 100 ° C не наблюдалось. Однако с повышением температуры величина чувствительности значительно возрастала. Это подтверждается на рисунке 8, где величина при 200 ° C составляла ~ 4,5. Максимальное значение чувствительности составило ~ 15,5 при 300 ° C и 500 ppm C ₃ H ₈ .Повышение чувствительности материала вызвано увеличением количества молекул газа, которые вступают в реакцию с адсорбированным кислородом, отдавая электроны поверхности материала [28]. Кроме того, реакция NiSb ₂ O ₆ связана с механизмом десорбции кислорода при высоких температурах [29]. Когда испытания проводились при температурах ниже 200 ° C, условий было недостаточно, чтобы вызвать реакции десорбции кислорода (в основном адсорбция O ₂ ^— ) [30]; следовательно, электрический отклик не происходил независимо от концентрации газа.Однако при повышении температуры до 300 ° C тепловой энергии было достаточно для образования O ^– и O ^2– [31], что вызвало большее взаимодействие между поверхностью материала и молекулами газа, что привело к увеличению по чувствительности материала [32]. Высокая чувствительность NiSb ₂ O ₆ объясняется нанометровым размером частиц, достигаемым в процессе синтеза.

Электрические характеристики путем тестирования изменений удельного сопротивления () таблеток NiSb ₂ O ₆ проводились в присутствии концентраций пропана при различных рабочих температурах (100–300 ° C).Для оценки изменений удельного электросопротивления использовалась формула [33]:, где — электрическое сопротивление в исследуемых газах, — площадь поперечного сечения, — толщина таблеток (толщиной 0,5 мм, Диаметром 12 мм).

На рисунке 9 показаны результаты построения графика зависимости удельного сопротивления от концентрации и рабочей температуры. Согласно рисункам 9 (a) и 9 (b), можно проверить, что по мере увеличения рабочей температуры удельное электрическое сопротивление уменьшалось и, следовательно, проводимость материала увеличивалась.Изменения удельного сопротивления NiSb ₂ O ₆ в основном связаны с тем, что с повышением температуры поверхность таблеток окисляется из-за присутствующего во время испытания кислорода [31, 34], что вызывает большую подвижность. носителей заряда и, как следствие, увеличение проводимости материала [34, 35]. В ходе экспериментов мы наблюдали, что при увеличении концентрации пропана (от 1 до 500 ppm) и температуры происходит большая диффузия молекул тестового газа, что способствует снижению удельного электрического сопротивления [23, 34].Такое поведение типично для полупроводников a-типа [20].

Такое поведение объясняется тем, что молекулы пропана увеличили свою кинетическую активность на поверхности гранул из-за рабочей температуры [34, 36, 37], которая в нашем случае составляла 200 и 300 ° C. Некоторые авторы сообщают, что изменения в электрическом отклике материала, подобного используемому в этой работе, сильно зависят от температуры, типа исследуемого газа и геометрической формы сенсора (например, гранул, толстых или тонких пленок) [34, 35], всего из которые играют очень важную роль в механизме обнаружения газа.Результаты, представленные на рисунке 9, согласуются с другими исследованиями, описанными в литературе для полупроводников, подобных NiSb ₂ O ₆ [23, 24, 30].

В частности, удельное электрическое сопротивление при 100 ° C было очень высоким с почти линейным поведением. Понятно, что при этой температуре молекулы пропана не могут реагировать с поверхностью гранул, вызывая плохую реакцию материала. Напротив, при увеличении рабочей температуры до 200 ° C было зарегистрировано увеличение проводимости.Из-за такого повышения температуры таблетки показали точку перегиба при 200 ° C, показывая наиболее выраженные изменения удельного электрического сопротивления. Когда температура была повышена до 300 ° C, электрическая проводимость значительно увеличилась, поскольку доступная тепловая энергия заставляла кислород реагировать во время испытания, вызывая снижение удельного электрического сопротивления. В этот момент удельное сопротивление составляло 3,03 Ом · м при 500 ppm пропана. Высокий отклик таблеток NiSb ₂ O ₆ объясняется нанометровым размером частиц, полученным в процессе синтеза.

При сравнении результатов на рисунках 8 и 9 с другими бинарными (например, диоксид олова) и тройными (например, наш NiSb ₂ O ₆ ) оксидами полупроводников, которые были предложены в качестве газовых сенсоров [20, 24, 36], мы видим, что оксид NiSb ₂ O ₆ (который имеет структуру трирутильного типа) показал большую чувствительность и термическую стабильность в пропановой атмосфере при концентрациях 1–500 ppm и температурах 100, 200 и 300 ° C. .

3.4. Сопротивление vs.C

₃ H ₈ Концентрация

Из отклика удельного сопротивления, показанного на рисунке 9 (a), электрическое сопротивление нашего датчика было рассчитано по формуле, где — электрическое сопротивление в тестовых газах, — это удельное сопротивление, равно толщина гранул (толщина 0,5 мм, диаметр 12 мм), а — площадь поперечного сечения. Поведение сопротивления в зависимости от концентрации C ₃ H ₈ было рассчитано и графически представлено на Рисунке 10.

Наблюдая за Рисунком 10, когда химический датчик обнаруживает пропан, его электрическое сопротивление уменьшается для трех рабочих температур. .Наибольшее сопротивление было зарегистрировано при 100 и 200 ° C, тогда как более низкое сопротивление было зарегистрировано при 300 ° C. Следовательно, наш датчик имел лучшую чувствительность при 200 и 300 ° C (см. Рис. 8), с сопротивлением в интервале 218–13,45 Ом и 525–85,32 Ом соответственно.

3.5. Рабочее устройство

На рисунке 1 показана электронная схема нашего пропанового детектора, рабочие параметры которого были следующими: температура 200 ° C (см. Рисунок 9 (a)), концентрация газа 5 ppm (см. Рисунок 11), коэффициент усиления схемы 5 (см. Рисунок 1 и уравнение (3)), сопротивление датчика (см. Рисунки 10 и 11) и чувствительность датчика (см. Рисунок 8).На рисунке 11 изображено электронное устройство и его работа. Печатная плата (PCB), размер которой был разработан с использованием программы Proteus®, показан на рисунке 11 (a). На рисунке 11 (b) показано трехмерное предложение и распределение электронных компонентов, также разработанных с использованием Proteus®. Реализованное устройство обнаружения пропана можно увидеть на Рисунке 11 (c), конструкция которого основана на трехмерном предложении. Устройство работает, как показано на Рисунке 11 (d). На основании рисунка 11 (d), если концентрация C ₃ H ₈ равна или больше 5 ppm, сопротивление датчика уменьшается и мост Уитстона устанавливается несимметричным, в результате чего схема компаратора генерирует сигнал тревоги.Это генерируемое напряжение указывает на «состояние тревоги». Но если концентрация C ₃ H ₈ ниже 5 ppm, уравнение (2) удовлетворяется и сигнал тревоги близок к нулю (), что указывает на «состояние тревоги выключено». Стоит отметить, что чувствительность нашего детектора пропана может быть улучшена за счет: если, устройство повысит свою чувствительность, а если, то чувствительность будет уменьшена. Наконец, газоанализатор может работать в диапазоне от 1 до 500 ppm за счет калибровки моста Уитстона по сопротивлению.

4. Обсуждение

В ссылке [23] был предложен детектор окиси углерода (СО), также основанный на антимонитовом никеле, который может быть применим в атмосферных средах, где уже произошло горение пропана (жидкости) в воздухе. Однако в настоящей работе нашей целью было предотвращение взрывоопасных катастроф. Поэтому мы предложили экономичный и простой в реализации детектор газа пропана, в котором антимонит никеля может быть использован в качестве датчика газа в аналоговой схеме на основе электрического отклика оксида.Итак, сравнивая оба предложения, наш детектор был сфокусирован на предотвращении катастроф, чтобы избежать возможных человеческих и экономических потерь, в то время как эталонный детектор [23] был сфокусирован только на мониторинге возможного отравления человека угарным газом из-за взрывов, которые уже могли происходить. Таким образом, наша будущая работа будет иметь три направления: (1) применение оксида NiSb ₂ O ₆ для квазираспределенного обнаружения газа пропана и окиси углерода, (2) разработка более эффективных электронных устройств для обнаружения газа. на основе антимонита никеля и (3) снижение рабочей температуры устройства.

5. Выводы

В этой работе было предложено, построено и испытано новое устройство обнаружения пропана. Наше устройство отличается низкой стоимостью, универсальностью, высокой чувствительностью, хорошими характеристиками, быстрым откликом, селективностью, адаптируемостью, обнаружением концентрации пропана (C ₃ H ₈ ) от 1 до 500 ppm, рабочих температур от 300 ° C (оптимальная температура). работа при 200 ° C), размеры, напряжение питания переменного тока (120 вольт) и выходное напряжение, называемое «аварийным напряжением».Прототип системы состоял из аналоговой схемы, для которой требовался мост Уитстона, инструментальный усилитель, компаратор и источник питания постоянного тока, в то время как химический датчик был основан на оксиде NiSb ₂ O ₆ : NiSb ₂ O Порошки ₆ были синтезированы коллоидным методом, охарактеризованным с помощью XRD, их микроструктура наблюдалась с помощью ПЭМ, размер частиц был измерен с помощью ПЭМ-изображения, а его электрический отклик был подтвержден статическими электрическими испытаниями.

Вкратце наша система обнаружения пропана имеет некоторые важные особенности: (1) Устройство может определять концентрацию пропана через длительные интервалы времени. Значение концентрации можно выбрать с помощью потенциометра (2) Чувствительность и время отклика можно увеличить с помощью потенциометра (см. Рисунок 1) (3) Детектор может эффективно работать при относительно низких температурах, что идеально подходит для промышленного применения (4) Его питание напряжение составляет 120 В (переменного тока), а его выходной сигнал составляет ≈11,3 В (постоянного тока) (5) Детектор имеет низкую стоимость, простую реализацию, отличную чувствительность и быстрый отклик

Все эти характеристики делают нашу предлагаемую систему обнаружения отличным кандидатом. для использования в промышленности и других областях, где утечка газообразного пропана может представлять опасность.

Доступность данных

Данные, относящиеся к результатам, которые подтверждают наши выводы, доступны по запросу авторам. Это можно сделать по электронной почте. Будем рады ответить.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Авторы благодарят Национальный совет по науке и технологиям Мексики (CONACyT) и Университет Гвадалахары за предоставленную поддержку. Антонио Касильяс Самора и Хорхе Альберто Рамирес Ортега также благодарят CONACyT за стипендии.Мы благодарим M. de la Luz Olvera Amador за ее техническую помощь. Это исследование было выполнено в соответствии с направлением исследований «Наноструктурированные полупроводниковые оксиды» академической группы UDG-CA-895 «Наноструктурированные полупроводники» CUCEI, Университет Гвадалахары.

Многогазовые сенсоры на основе диэлектрического возбуждения

Многогазовые сенсоры на основе диэлектрического возбуждения

Существующие решения для обнаружения газа часто являются результатом компромисса между характеристиками прибора, потребляемой мощностью и размером.Традиционные аналитические приборы могут быть неудобными и дорогостоящими даже в портативных конфигурациях с пониженными требованиями к газу-носителю, вакууму и мощности, но являются неизбежной альтернативой существующим датчикам газа. В GE Research мы стремимся изменить статус-кво с помощью нашего решения для измерения нескольких газов.

Общепринятое мнение, основанное на определенных знаниях и предположениях из математических принципов и правил проектирования, предполагает, что любой датчик газа, который умещается на лицевой стороне пенни, не может превзойти большой аналитический инструмент.Газовые датчики обычно обеспечивают только один выходной сигнал (сопротивление, интенсивность света и т. Д.), В то время как традиционные аналитические приборы имеют один или несколько типов независимых переменных в своем отклике, например время удерживания в приборах для газовой хроматографии ( рис. 1а, б ). В этих и других системах независимые переменные (выходы) позволяют идентифицировать различные газы и отбрасывать помехи ( Рис. 1c, ). Однако миниатюризация таких традиционных систем выходит на плато, основанное на законах физики и законах электроники.2> 0,99), динамический диапазон шести декад концентраций газа, 50-кратное улучшение предела обнаружения и устранение эффектов от температуры окружающей среды от -25 до 50 ℃.