Термохимическая(каталическая) ячейка.

Служит для измерения процентного содержания горючих газов(CO, H₂

И т.д.).

Две измерительные платиновые спирали с покрытием активным и пассивным катализатором.Тогда CO реагитует с кислородом воздуха на активном катализаторе с образованием СО₂ .Выделяющаяся тепловая энергия вызывает повышение сопротивления активной спирали- и разбаланс моста.Высокая чувствительность и избирательность: только CO с концентрацией до 10^-4%.

Соответствующим подбором катализаторов могут быть обнаружены изменения концентрации всех горючих газов.

В атмосфере типовое содержание CO»2*10^-2%.

ПО ГОСТ содержание CO в выхлопе не более 3%-при работе двигителя с недостатком кислорода(обогащенная смесь).

Полупроводниковые датчики.

Преимущество: самые простые и дешевые.

Принцип действия: изменение электрического сопротивления некоторых полупроводниковых материалов из-за абсорбции газа.

Керамический корпус, выдерживающий нагрев 100..500°С на этой основе- два электрода, между которыми полупроводниковый оксид металла. Спираль разогревает корпус и оксид металла до рабочей температуры.Если газ проходит над этим активированным слоем оксида металла, то проводимость слоя изменяется.Далее- мостовая схема. Состав оксида металла и рабочая температура влияет на чувствительность и избирательность для обнаружения различных газов.

Конструкция:

Материалы	Температура	Анализируемое вещество
SnO2(двуокись олова) Напыленные в O2 Слои SnO2	250..500°С	CO
Слои SnO2 на кварце или спеченая деталь ZnO+Ag	100°C	Этанол С2H5OH
слой SnO2+ Al	400°C	H2S сероводород
Слой ZnO на подложке из Al2O3+Pt в качестве катализатора	300..400°C	C4H10 изобутан
SnO2+1%PdCl2+Mg* (NO3)2 с добавкой Nb(или V,Ti,Mo)	200..400°C	C3H8 пропан
Напыленный слой SnO2+1%Sb2O3		H2 водород

Подбором легирующих добавок можно менять чувствительность и избирательность (и рабочую температуру).

Пример:от вида легирующей добавки следующие характеристики:

DI/I- относительное увеличение тока.При легировании Cu оптимальная температура,для CO 370°C, для метана при Pt- 500°C.

Характеристика срабатывания газового датчика на основе SnO2 при 200°C для H2S(нелегированный).

Используя очень тонкие слои SnO2 (150нм) получают малые длительности срабатывания(единицы секунд).

Измерительная схема(пороговое устройство).

Датчики влажности:гигрометры.

Датчики влажности важны в:

- медецине;

- газовых системах,H2,O2 (осушение);

- кондиционерах.

Термины.

Абсолютная влажность:

Fабс=масса воды/ Объем воздуха[Г/м³]

Влажность насыщения:

Fsat(T)=max количество воды/ Объем воздуха[Г/м³]-

Максимальное количество воды, которое может содержаться в Г/м³ воздуха при данной температуре и атмосферном давлении без образования конденсанта.

Зависимость влажности насыщения от температуры:

Относительная влажность:

Frel(T)=(Fabc/Fsat(T))*100%

Конденсаторный гигрометр на основе хлорида лития(или другой соли) LiCl(NaCl,KCl).

В основу положены два свойства гидрата хлорида лития:

1) гидрат хлорида лития гигроскопичен,т.е. поглощает молекулы H2O

2) возникающий водный раствор LiCl-электролит.

LiCl поглощая H2O увеличивает проводимость.

Конструкция:

Когда LiCl в капсуле из стеклоткани поглощает H2O, проводимость между витками спирали увеличивается и в результате между витками возникает дополнительный ток, ведущий к нагреву всего датчика: в итоге устанавливается равновесное состояние между фазой водяного пара и жидкой фазой. Температура, установившаяся в этом состоянии становится мерой концентрации водяных паров.Измеритель Rt-по схеме моста для компенсации температуры окружающей среды:

Емкостные датчики влажности.

Емкостные датчики влажности представляют собой конденсатор с гигроскопичным диэлектриком.

Диэлектрическая проницаемость диэлектрика- функция от влажности:

Сs=Frel(°C)

Частотная характеристика датчика влажности.

Время срабатывания датчика влажности при резко изменяющемся содержании влаги.

Измерительная схема.

Са-установка на нуль при нулевой влажности.

Измерительная схема

Измерительная схема по разности импульсов.

Мультивибратор М1 синхронизирует М2 при dC=0(нулевая влажность) длительности импульсов одинакові, если dCvar, то появится разность импульсов Т1 и Т2: Ts=T2-T1~dC. Если период Т=2Е1, а амплитуда U0, то среднее значение Us=Ts/T, U0=(dC/2C0)*Ub. Отношение Ts/T не зависит от температуры при одинаковых по конструкции Сэт и С0.

Дата добавления: 2015-08-13