過熱センサー。スキーム、説明

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過熱センサー。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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説明されているデバイスは、温度-周波数離散アクションコンバーターです。構造上、これは自動発生器であり、その正帰還ループには、敏感な要素が含まれる超音波通信ラインが含まれています。それらはポリマー自己リセットヒューズとして機能します。このようなヒューズの電気特性だけでなく音響特性の温度依存性により、発振器の発振周波数が変化します。

センサーは、爆発性環境にある物体の温度耐性制御用のデバイスの一部として機能するように設計されています[1]が、他の同様のシステム、たとえば緊急火災警報デバイスでも使用できます。敏感な要素と電子ユニットの接続は音響的であるため、測定回路に流れる電流と制御領域でのスパークの可能性は排除されます。

主な技術的特徴

応答温度、
°С、以下............... 60
応答時間、s、not
以上 .........................................10
出力電圧範囲、V、少なくとも................ 5
供給電圧、V.........27±3
消費電流、mA、以下................................................100

このデバイスは、サウンドガイドのブレークに含まれる敏感な要素で構成され、発信圧電トランスデューサと受信圧電トランスデューサの間の超音波通信ラインを形成し、パワーアンプ、プリアンプ、およびプリアンプの出力を入力に接続するフィードバック回路で構成されています。パワーアンプ。

放射トランスデューサは、サウンドガイド内の音響波を励起します。この音波は、感応素子を通過して受信トランスデューサに到達し、受信トランスデューサが電気信号に変換します。プリアンプによって増幅されたこの信号は、フィードバック回路を介してパワーアンプの入力に供給されます。正のフィードバックの結果として、システム内で自己発振が発生します。

センサーの高感度素子は、特定の温度で音響インピーダンスが急激に変化する素材でできています。その結果、発振周波数の急激な変化が発生し、これが過熱の信号となります。過熱の原因が取り除かれた後、敏感な要素の温度が下がり、通信ラインの音響抵抗と発振周波数が元の値に戻ります-センサーは再び動作する準備が整いました。

過熱センサー
図。 1

センサー回路を図に示します。パワーアンプはトランジスタVT1-VT4で作られています。その電圧ゲインは、抵抗器 R6 と R4 の抵抗比によって決まります。発信圧電トランスデューサＢＱ１は、増幅器の出力に接続され、音響ガイドおよび感知素子ＶＫ１を介して受信圧電トランスデューサＢＭ１に音響的に接続される。コンデンサ C1 と C1 が分離されています。ダイオード VD1 と VD1 は、トランジスタ VT4 と VT1 のバイアス電圧を設定します。パワーアンプは、DA2 チップ上の 3 V 電圧レギュレーターから電力を供給されます。コンデンサ SZ - 電源回路のフィルタリング。

プリアンプはオペアンプDA3に組み込まれています。オペアンプの電源はユニポーラであるため、抵抗R10、R11、およびR13の助けを借りて、電源電圧の半分に等しいバイアスがその非反転入力に適用されます。コンデンサC6はバイアス回路のブロッキングコンデンサです。抵抗R12はオペアンプの動作モードを設定します。抵抗R14-R16とコンデンサC7は、プリアンプのゲインを設定する負帰還回路を形成します。このアンプの出力はコンデンサC9を介してパワーアンプの入力に接続され、正帰還回路が完成します。コンデンサSUが分離しています。

プリアンプは、DA15チップ上の2V電圧レギュレーターから電力を供給されます。コンデンサC5は、電源回路のフィルタ素子です。

検出素子VK1は、BournsのMULTIFUSEポリマーリセット可能ヒューズです[2]。冷却された状態では、それを充填するポリマーの構造は結晶格子に似ています。加熱すると変化するため、一定の温度に達すると、ポリマーの導電率だけでなく、音響抵抗も急上昇します。

ほとんどのセンサー部品はメッキ穴のあるブレッドボード上にあり、取り付けは細い絶縁ワイヤで行われます。ボードは、圧電トランスデューサが取り付けられた金属ケースに入れられます。センサーの感知素子は外側にあり、サウンドガイド (直径 0,8 mm、長さ 1 m の鋼線で作られた U 字型エルボ) によって圧電トランスデューサーに接続されています。サウンドガイドの両端ははんだ付けされています。圧電トランスデューサの作業面に。敏感な要素は、その曲がりの場所でサウンドガイドのギャップにはんだ付けされます。

センサーは酸化タンタルコンデンサ K53-52 を使用しますが、K53-4 などの他のコンデンサを使用することもできます。セラミックコンデンサ - K10-176 (または KM-3-KM-6)。固定抵抗 C2-33 (交換可能 - C2-23、MLT、OMLT)。トリマー抵抗 - SPZ-39a (または SPZ-37、RP1-48)。ダイオード KD522B は、KD503、KD521 シリーズなどの他のシリコンダイオードと置き換えることができます。 KT503G トランジスタは、同じシリーズのトランジスタ、または同様のパラメータを持つ他のシリーズのシリコンデバイスと置き換えることができます。 KT814G および KT815G は、同じシリーズまたはシリーズ KT816 および KT817 のトランジスタにそれぞれ置き換えることができます。輸入マイクロ回路 L7815、L7820 の代わりに、国産マイクロ回路 KR142EN8V および KR142EN9A をそれぞれ使用できます。圧電音響トランスデューサ BQ1、BM1 - パッケージなしの 34.7 出力外国製 (推定タイプ FML-2.9T-1B025 -L)。リセッタブルヒューズ MF-RXNUMX は、RaychemVTyco または Little Fuse の同様のものと交換できます。

センサーのセットアップは、正帰還ループでチューニング抵抗R16をこのようなゲインに設定することで構成され、安定した生成が観察されます。パワーアンプの出力の信号は正弦波であり、わずかな両面制限があります。敏感な要素VK1の温度を上げることにより、その値は固定され、そこで発振周波数の急激な変化が発生します。検出素子が冷えたら、周波数が元の値に戻ることを確認する必要があります。著者のバージョンのセンサーでは、+20°Cの敏感な要素の温度で生成される振動の周波数は12,9kHzに等しく、温度が+ 40°Cに達すると、85,3kHzに急激に増加しました。

文学

VinogradovYu。爆発性ガスの制御。 -ラジオ、2000年、第10号、p。 37。
BournsMULTIFUSEリセット可能ヒューズ。 -ラジオ、2000年、第11号、p。 49-51。

著者：O。イリン、カザン、タタールスタン; 出版物：radioradar.net

他の記事も見る セクションパワーレギュレーター、温度計、熱安定剤.

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