1.2 Оптические датчики-газоанализаторы

Одним из наиболее перспективных является физический оптико-абсорбционный метод, в основе которого контроль поглощения анализируемым газом энергии инфракрасного излучения. На нем основан принцип действия ряда современных датчиков-газоанализаторов. Конструктивно такие датчики состоят из основного герметичного и вводного отделений. Излучение в инфракрасном диапазоне частот из герметичного отделения через специальное окно проникает в негерметизированный вводный отсек, в котором присутствует анализируемая газовая смесь, и, отразившись от зеркала, через то же самое окно возвращается в основное отделение, где попадает на фотоприемник. В основном отделении находится электронная схема, которая анализирует формируемое оптическое излуч. и преобразует его в выходной унифицированный электрический токовый сигнал, соответствующий диапазону измеряемых концентраций газов и изменяющийся в пределах от 4 до 20 мА.

При превышении значения выходного тока датчика установленного порогового значения (уставки) формируются выходные сигналы, информирующие о появлении тревожной ситуации на контролируемом объекте. Примером современных оптических датчиков являются преобразователи серии СКВА-01-1Е, ДГО, ДАК различного исполнения, входящие в состав соответствующих газоаналитических систем. Инфракрасные датчики могут эксплуатироваться во взрывоопасных зонах, и там, где типичные "отравители" катализа нарушают нормальную работу термохимических газоанализаторов. Срок службы таких датчиков практически не ограничен, что позволяет использовать их без замены в течение всего срока службы системы (не менее 10 лет) [2], [3].

2 Выбор первичного преобразователя

2.1 Анализ измеряемого параметра и выбор первичного

преобразователя

Измеряемой величиной в данной работе является концентрация углекислого газа. Следовательно, необходимо спроектировать ИК, предназначенный для измерения концентрации углекислого газа в воздухе. Для измерения концентрации углекислого газа используется ПИП «ДАК-СО₂», так как он наиболее соответствует заданным параметрам и отличается высокой точностью измерения и надёжностью.

Измерение концентрации углекислого газа в воздухе определяется косвенным методом, так как этот способ более точен и конструктивно легкий в исполнении. ПИП обеспечивает непрерывное преобразование значения измеряемого параметра – концентрацию — в токовый выходной сигнал дистанционной передачи и является первым блоком ИК.

На основании исходных данных необходимо спроектировать ИК, который предназначен для измерения концентрации углекислого газа в воздухе, погрешность которого не превышала 0,025% а дополнительная погрешность составляла 0,01%.

Мы выбираем датчик оптический, с диффузионным способом забора пробы – ДАК СО₂, т.к. этот датчик-газоанализатор предназначен для непрерывного автоматического измерения объемной доли диоксида углерода (СО₂) в воздухе рабочей зоны помещений и открытых пространств, в том числе во взрывоопасных зонах производственных помещений и наружных установок, может входить в информационно измерительные системы контроля, а также его характеристики наиболее точно подходит нам по техническому заданию:

• Газоанализаторы имеют унифицированный выходной токовый сигнал (4-20) мА.

• Газоанализаторы выполнены во взрывозащищенном исполнении и имеют маркировку взрывозащиты «1ExibdIICT6 X».

• Степень защиты газоанализаторов – IP54.

• Электрическое питание газоанализаторов осуществляется от источника постоянного тока с напряжением от 11 до 16 В. Ток потребления газоанализаторов должен быть не более 180 мА.

• Время прогрева не более 10 мин.

• Габаритные размеры газоанализаторов, не более, мм:

• длина – 163; ширина – 130; высота – 243.

• Длинна линии связи не более 1 км

• Температура окружающей среды от -20 до + 70

• Время срабатывания сигнализации не более 15 с

• Средний срок службы не менее 10 лет.