アルコール蒸気センサー。スキーム、説明

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アルコール蒸気センサー。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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「一人当たり」（より正確には身体当たり）のアルコール消費量は、場合によっては非常に重要です（たとえば、ドライバーにとって）。ヨーロッパの多くの国 (ドイツ、フィンランド、ポーランドなど) では、数年前にアルコール蒸気検知器、いわゆる「アルコテスター」 (ロードテスト) が自由市場に登場しました。もちろん、これらは専門的な機器ではありませんが、「臭い」を制御したり、「温める」ものを摂取した後の状態を評価したりすることもできます。飲酒検知器のオプション。さまざまな会社が製造しており、多数ありますが、国内生産の同様のデバイスはまだ無料で販売されていません。

「アルコエステル」（図１）は、アルコールをはじめ、トルエン、キシレンなどの揮発性有機物質を分析する装置です。デバイスの上部には交換可能なプラスチックチューブがあり、口から（デバイス内に）空気を吹き込むように設計されています。電源を入れると、1 ... 1秒後、2番目（最初と同様）に短い音信号（ピーク-ピーク）が聞こえ、インジケーターで「待機」という言葉が点滅します（下、下）数字）。この 10 ～ 12 秒の間、センサーは測定モードに入ります。その後、XNUMX 回目のビープ音がそれを示します。装置が（受け取った空気の分析のために）動作する準備ができていること。同時にインジケーターの「待機」が「準備完了」に変わります。

アルコール蒸気センサー

10 番目の信号「チューブに息を吹き込まないでください *」の後、デバイスはすでに分析したものと同じ空気を認識し、違いが見つからず、12 ～ 1.5 秒以内に否定的な評決を出します（医学では否定的）。結果は良好とみなされ、診断は確認されません）。この状態は、インジケーターに「OFF」（信号なし）という文字で示されます。オートオフシステムにより、約 4000 分後にデバイスの電源がオフになります（バッテリーを節約するため））呼気中にアルコール蒸気の存在が検出されると、デバイスはインジケーターにデジタル読み取り値を表示し（最大XNUMX - 車のことを忘れるだけで済みます）、無限の信号でその研究を確認します。信号は次のいずれかでオフにすることができます。「リセット」ボタン (最初にテスト) または「電源」。

フィガロエンジニアリング株式会社（日本）の TGS-2620 タイプ（タグチガスセンサー - 図 2）の空気中の不純物の存在を検出する特別なセンサーが装置に取り付けられています。 1962 年にこれらのセンサーの先駆者となったのは、日本の発明家 N. Taguchi でした。ほとんどの TGS センサー (TGS-822、TGS-2620) は酸化スズをベースとしています。これらのセンサーの直流電流に対する抵抗は、通常の空気中では高く、空気中に不純物 (有機由来の蒸気) が存在すると抵抗は急激に減少します。

アルコール蒸気センサー

ガス濃度に対するセンサーの相対抵抗の依存性を図 3 に示します。センサーは万能ではありません。たとえば、アルコール蒸気センサーはフロンの存在に反応しません。代表的なセンサースイッチング回路を図4に示します。

（クリックして拡大）

このようなセンサーをコンパレーター（比較装置）に接続すると、後者はセンサーの抵抗の変化に反応し、アラームをオンにします。センサーが効果的に動作するには、約 5 V の定電圧が必要であるため、このようなデバイスは、たとえば 3 ～ 4 個の小型 AAA 電池からの自律電源で問題なく使用できます。センサーのコストだけが問題になります - ほぼ50ドルです。提案された装置は同様の原理で動作しますが、唯一の違いは、中間音声信号とデジタル表示がないことですが、飲酒状態（電源が切れるまで音が続く）または酔っていない状態（音が出ない）の XNUMX つの状態のみを表示することです。。

TGS-2620センサーを使用した「Alcotester」のスキームを図5に示します。

（クリックして拡大）

センサーヒーター B1 の電源電圧は出力 1 に供給され、ヒーター 4 の出力はコモン線に接続されており、センサーの出力信号を処理するために、電圧を比較するコンパレーター DA2 (K554SAZ) が使用されます。その入力で。コンパレータの非反転入力はセンサーの出力 2 に接続され、反転入力は R2-R3-R4-R5 チェーンに接続され、温度補償された (サーミスター R2 による) 基準電圧 U0 を生成します。。

素子 VD1、R1、C6、R2、R7 を備えたオペアンプ DA9 は、電源投入時および測定時の誤検知を排除するために必要な 1 ～ 1,5 分の遅延を提供します。この遅延がないと、アルコール蒸気の存在に関係なく、デバイスがアラームを鳴らす可能性があります。

設定された制限を超える濃度のアルコール蒸気の影響下で B1 の出力電圧が変化すると、コンパレータ DA1 がトリガーされ、その出力の高レベルにより、発生器 HA1 またはその他の警報装置を内蔵したサウンドカプセルが確実に作動します。オン。

温度補償回路がないと、アルコール蒸気濃度 600 ppm の所定の値でセンサー信号が 3400 ～ 1500 ppm の範囲で変化する可能性があります (周囲温度 20°C、湿度 65% の場合)。。センサーの相対抵抗の周囲温度への依存性を図 6 に示します。

アルコール蒸気センサー

サーミスタ R1 は温度補償に使用されます。電圧 U0 は、周囲温度 +2,5°C、相対湿度 3,2% では 40 ～ 65 V の範囲で変化し、したがって、温度 - では 1,9 ～ 3,1 V の範囲で変化します。 10°あり。

温度補償抵抗器を使用した場合の結果を表に示します。

アルコール蒸気センサー

コンデンサ C1 は、デバイスが主電源から電力を供給されるときに電圧リップルを平滑化します。ダイオード VD1 は、酸化物コンデンサ C2 の漏れ電流を防止します。サーミスタ R1 - タイプ NTC。 MMTとかそれに類するもの。 VT1 トランジスタは、任意の文字インデックスを持つ KT601、KT603、KT940 に置き換えられ、DA1 チップは KR140UD1208、KR140UD6 に置き換えられます。ダイオード VD1 - KD521、KD522 (任意の文字インデックス付き)。酸化物コンデンサ CI、C2 - タイプ K50-29 または類似品。

サウンドエミッタ HA1 - 電圧 5 ～ 12 V の AF ジェネレータを内蔵したもの。追加の光信号用に、LED (電流が最大 1 mA の AL307BM タイプなど) を並列に接続できます。 HA10 カプセルのアノードは、470 ～ 750 オームの直列接続された抵抗を備えた「+」電源に接続されています。デバイスの電源 (バッテリーを使用しない場合) は、5 V (± 5%) の電圧で安定化されています。消費電流は70mAを超えません(LEDインジケータを除く)。 TGS-2620センサーを除く。この回路では、Murata TGS-880、TGS-2181、または TGS-822 センサー (供給電圧 - 12...15 V) を使用できます。

著者: A.カシュカロフ、G.S. -ピーターズバーグ

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