Датчики газа с раздвоением личности

| Clairair Ltd

Пеллисторы появились ещё в 1960 году, и с тех пор, практически не изменяясь конструктивно, служат в качестве чувствительных элементов в датчиках различных газов. Пеллисторы недороги, однако из-за своей недолговечности и невозможности работать в бескислородной среде они проигрывают современным инфракрасным датчикам. Бывает так, что оборудование с пеллисторами заменить нельзя, и в то же время хочется пользоваться современными, более эффективными решениями. В такой ситуации помогут инфракрасные датчики газа PrimePell компании Clairair, которые умеют прикидываться пеллисторами.

Пеллистор устроен очень просто. Платиновая проволочка, свёрнутая в спираль, запечатывается в керамический материал, например, из оксида алюминия, а поверх него наносится вещество-катализатор. При работе пеллистор нагревается проходящим через него током до температуры более 400 °C. Смесь газа и кислорода, проходя сквозь мембрану корпуса датчика, реагирует с катализатором, чья температура ещё более повышается. Изменения температуры влияют на сопротивление платиновой проволоки. Для того, чтобы показания термокаталитического датчика не зависели от окружающей температуры, в его состав входят два пеллистора – измерительный и опорный, изолированный от окружающей среды. Пеллисторы включаются в цепь измерительного моста (рис.1), изменение концентрации газа фиксируется как разница их сопротивлений.

Схема включения термокаталитического датчика

Рис.1. Схема включения термокаталитического датчика

Столь несложная конструкция влечёт за собой существенные недостатки. Химический катализатор со временем истощается, и чувствительность датчика снижается. Для реакции катализа необходим кислород, поэтому при его отсутствии показания сильно занижаются. Наконец, термокаталитический датчик может быть «отравлен» некоторыми веществами.

Принцип работы инфракрасных датчиков газа (NDIR – Non-dispercive Infrared) основан на измерении поглощения ИК-излучения определённых длин волн в измеряемом газе. Интересно, что первые исследования методов ИК-анализа газов проводились ещё в 30-х годах ХХ века в рамках секретных программ создания систем ночного видения под эгидой Министерства обороны США. Основные элементы датчиков – узкополосные ИК-фильтры – были рассекречены только в 50-х годах. Спустя 10 лет появился первый коммерческий ИК-измеритель уровня углекислого газа, применявшийся в медицине и не отличавшийся ни высокой точностью, ни стабильностью. Появившиеся позднее приборы, в которых сравнивались поглощения ИК-излучения в исследуемом и эталонном газах, были гораздо точнее.

Современные двухсенсорные NDIR-датчики газа работают быстро, нечувствительны к внешним воздействиям и долговечны. По сравнению с устаревшими термокаталитическими все преимущества на их стороне. Однако замену термокаталитических датчиков на NDIR можно сравнить с заменой ламп в усилителе на транзисторы: без переделки всей схемы это не имеет смысла. На помощь приходят современные цифровые технологии, которые иной раз позволяют сделать почти невозможное. Компания Clairair предлагает цифровые NDIR-датчики серии PrimePell (рис.2), которые могут работать в цепях пеллисторных анализаторов.

Датчики PrimePell от Clairair

Рис.2. Датчики PrimePell

Основа датчиков PrimePell – запатентованный ИК-сенсор и микропроцессор на основе ядра ARM v7, который выполняет всю работу по управлению сенсором, вычислению концентрации газа, вывода её в аналоговом и цифровом форматах, а также отслеживанию внутренних неисправностей и сбоев питания. В зависимости от режима работы изменяются диапазон выходных напряжений датчика и функции аналоговых выводов. Информация может быть получена и через последовательный порт UART или I2C, с его же помощью выполняется настройка режима работы. Датчик PrimePell может заменить термокаталитический сенсор без вмешательства в схему газоанализатора при условии подходящего напряжения питания.

Характеристики датчиков Clairair PrimePell:

  • напряжение питания: 3–5 В;
  • ток потребления: 280 мВт (тип.);
  • выходное напряжение: 0,4–2 В (обычный режим), 0–100 мВ (пеллисторный режим со средней точкой);
  • время отклика: менее 30 с;
  • время разогрева: до начала работы – менее 60 с, до выхода на заявленные характеристики – менее 3 мин;
  • диапазоны измерений: 0–100% от предела воспламеняемости метана или углеводородов, 0–100% объёма метана;
  • минимальное разрешение: менее 2% от диапазона измерения;
  • повторяемость нулевой точки: ±1% от диапазона измерения;
  • формат цифрового вывода данных: 8 бит данных, один стоп-бит, без бита чётности;
  • скорость обмена данными: 9600, 38400 (по умолчанию), 19200 Бод;
  • среднее время наработки на отказ: более 5 лет;
  • виброустойчивость: соответствует EN61779-1;
  • масса: 18 г;
  • диапазон рабочих температур: –30...55 °С;
  • диапазон рабочего давления: 700–1300 гПа;
  • относительная влажность: до 95% без конденсата.

О компании

Компания Clairair (Великобритания) была основана в 2006 году как независимый поставщик датчиков и сенсорных технологий для производителей электроники всего мира. Девиз компании – «Предлагать независимые, профессиональные и инновационные решения в области сенсорных технологий». Головной офис компании находится в живописном городке Литл Бракстед, графство Эссекс, в 40 минутах езды от Лондона.

Производитель: Clairair Ltd
Наименование
Производитель
Описание Корпус/
Изображение
Цена, руб. Наличие
PrimePell
Clairair Ltd
Арт.: 1894188 ИНФО PDF
19643,61
Поиск
предложений
Цифровой датчик метана для прямой замены пеллистора . Может работать в цифровом и аналоговом режиме. Длительный срок службы , высокая точность и надежность.
PrimePell 19643,61
-
Поиск
предложений
Cirius-1
Clairair Ltd
Арт.: 3095649 ИНФО PDF
Поиск
предложений
Миниатюрный инфракрасный датчик метана в металлическом корпусе. Требует усиления и обработки выходного сигнала. Встроенный термистор.
Cirius-1
-
Поиск
предложений
Cirius-2
Clairair Ltd
Арт.: 3095650 ИНФО PDF
Поиск
предложений
Миниатюрный инфракрасный датчик метана в металлическом корпусе. Требует усиления и обработки выходного сигнала. Встроенный термистор.
Cirius-2
-
Поиск
предложений
Cirius-3
Clairair Ltd
Арт.: 3095651 ИНФО PDF
Поиск
предложений
Миниатюрный инфракрасный датчик CO2 (0-100%vol) в металлическом корпусе. Требует усиления и обработки выходного сигнала. Встроенный термистор.
Cirius-3
-
Поиск
предложений
Prime1
Clairair Ltd
Арт.: 3095903 ИНФО PDF
31429,78
Поиск
предложений
Цифровой датчик метана с высоким разрешениема . Может работать в цифровом и аналоговом режиме. Разрешение от 0.01%vol.
Prime1 31429,78
-
Поиск
предложений
Prime2
Clairair Ltd
Арт.: 3095904 ИНФО PDF
30120,20
Поиск
предложений
Цифровой датчик CO2. Может работать в цифровом и аналоговом режиме. Длительный срок службы , высокая точность и надежность.
Prime2 30120,20
-
Поиск
предложений
Prime3
Clairair Ltd
Арт.: 3095905 ИНФО PDF
31429,78
Поиск
предложений
Цифровой датчик CO2 с высоким разрешениема . Может работать в цифровом и аналоговом режиме. Разрешение от 0.01%vol.
Prime3 31429,78
-
Поиск
предложений

Сравнение позиций

  • ()