Вимірювач газу

Вимірювач газу, який містить газочутливии опір, який відрізняється тим, що в нього введені два джерела постійної напруги, другий газочутливии опір, два біполярних транзистори, опір, індуктивність і ємність, причому перший полюс першого джерела постійної напруги з'єднаний з першим виводом опору, а другий вивід опору підключений до бази першого біполярного транзистора, емітер якого з'єднаний з емітером другого біполярного транзистора, при цьому колектор першого біполярного транзистора з'єднаний з першим виводом першого газочутливого опору і першим виводом індуктивності, до якого підключена перша вихідна клема, а другий вивід індуктивності з'єднаний з першим виводом ємності і першим полюсом другого джерела живлення, а другий полюс другого джерела живлення підключений до другого виводу ємності, другого виводу другого газочутливого опору, колектора другого біполярного транзистора і другого полюса першого джерела постійної напруги, що утворюють загальну шину, до якої підключена друга вихідна клема, при цьому перший вивід другого газочутливого опору з'єднаний з базою другого біполярного транзистора і другим виводом першого газочутливого опору Винахід належить до області контрольновимірювальної техніки і може бути використаний як давач газу в різноманітних пристроях автоматичного керування технологічними процесами Відомий пристрій для виміру газу, що складається з керамічної трубки, яка нагрівається зсередини тонкою проволокою На поверхню керамічної трубки нанесено активний напівпровідниковий шар з електродами Активний шар складається з окису олова з різними домішками, які вибираються в залежності від природи визначає-мого газу Сам пристрій захищений сіткою з проволоки із нержавіючої сталі від механічних ушкоджень Давач нагрівається напругою, яка прикладена до КІНЦІВ тонкої проволоки, до температури вище ніж 200°С Друге джерело напруги створює струм у колі, яке складається з послідовного з'єднання опору активного шару і опору навантаження Величина падіння напруги на опорі навантаження залежить від струму, що проходить через нього В свою чергу, величина струму навантаження залежить від дії газу на активний шар пристрою Таким чином, зміна концентрації газу, який діє на активний шар давача, приводить до зміни його опору і ВІДПОВІДНО до зміни напруги на опорі навантаження (див Г Виглеб Датчики - М Мир, 1989 С 103 -104) мовлено тим, що зміна опору давача залежить від КІЛЬКОСТІ накопичених або зниклих з поверхні активного шару електронів внаслідок ХІМІЧНИХ реакцій взаємодії газу з давачем Таким чином, при малих концентраціях газу (~ 10 4 %) і невисоких температурах (< 200°С) процеси накопичення або зникнення електронів в активному шарі давача будуть незначними, що приводить до незначної зміни опору, а це в свою чергу, різко знижує чутливість і точність виміру концентрації газу Найбільш близьким технічним рішенням до даного винаходу можна вважати пристрій для виміру концентрації газу (див патент США №4347732 МПК6 G01N27/12, 1982) Пристрій складається з кремнієвої підкладки на якій створена ізолююча поверхня На ІЗОЛЮЮЧІЙ поверхні на певній відстані розташовані два електроди, між якими міститься газочутливии опір, який складається з плівки окису цинку з домішками галію При дії газу на газочутливии опір відбувається зміна опору, яка перетворюється у напругу На поверхні газочутливого опору розташоване молекулярне сито, яке зроблено із шпаристого твердого матеріалу Розміри шпар не перевищують розміри молекул газу, концентрацію якого вимірюють Недоліком такого пристрою є низька чутливість і точність виміру концентрації газу, що обу Недоліком такого пристрою є низька чутливість і точність виміру концентрації газу, що обу о (О 00 48602 мовлене температурною залежністю іонізованого адсорбованого кисню поверхнею газочутливого опору, особливо в області температур нижче 200°С, тому що адсорбований іонізований кисень взаємодіє з газом і ця реакція приводить до зростання або зменшення опору давача В основу винаходу поставлена задача створення вимірювача газу, в якому за рахунок введення нових блоків і зв'язків МІЖ НИМИ відбувається перетворення концентрації газу у частоту, що приводить до підвищення чутливості і точності виміру концентрації газу в області малих значень його концентрації Поставлена задача вирішується тим, що в пристрій, який складається з газочутливого опору, введено другий газочутливий опір, два біполярних транзистора, два джерела постійної напруги, опір, індуктивність і ємність, що дало змогу замінити перетворення концентрації газу у напругу у відомому пристрої на перетворення концентрації газу у частоту у запропонованому пристрої, причому перший полюс першого джерела постійної напруги з'єднаний з першим виводом опору, а другий вивід опору підключений до бази першого біполярного транзистора, емітер якого з'єднаний з емітером другого біполярного транзистора, при цьому колектор першого біполярного транзистора з'єднаний з першим виводом першого газочутливого опору і першим виводом індуктивності, до якого підключена перша вихідна клема, а другий вивід індуктивності з'єднаний з першим виводом ємності і першим полюсом другого джерела живлення, а другий полюс другого джерела живлення підключений до другого виводу ємності, другого виводу другого газочутливого опору, колектора другого біполярного транзистора і другого полюса першого джерела постійної напруги, що утворюють загальну шину, до якої підключена друга вихідна клема, при цьому перший вивід другого газочутливого опору з'єднаний з базою другого біполярного транзистора і другим виводом першого газочутливого опору Використання запропонованого пристрою для 2 виміру концентрації газу суттєво підвищує чутливість і точність виміру інформативного параметру за рахунок використання ємнісного елемента коливального контуру у вигляді двох біполярних транзисторів, в якому зміна опорів газочутливих елементів під дією газу перетворюється в зміну ємності, а це викликає зміну резонансної частоти, при цьому можлива лінеаризація функції перетворення шляхом вибору величини напруги живлення На креслені подано схему Фіг) вимірювача газу Пристрій складається з першого джерела постійної напруги 1, яке з'єднане через опір 2 з біполярними транзисторами 3 і 4, паралельно колекторам яких підключені газочутливі опори 5 і 6 Індуктивність 7 з'єднана з колектором біполярного транзистора 3 і ємністю 8, яка підключена паралельно другому джерелу постійної напруги 9 Вихід пристрою утворений колектором біполярного транзистора 3 і загальною шиною Вимірювач газу працює таким чином В початковий момент часу газ не діє на газочутливі опори 5 і 6 Підвищенням напруги першого джерела постійної напруги 1 і другого джерела постійної напруги 9 до величини, коли на електродах колекторів першого і другого біполярних транзисторів 3 і 4 виникає від'ємний опір, який приводить до виникнення електричних коливань у контурі, утвореним паралельним включенням повного опору з ємнісним характером на електродах колектора першого біполярного транзистора 3 і колектора другого біполярного транзистора 4 та індуктивним опором індуктивності 7 Ємність 8 запобігає проходженню змінного струму через друге джерело постійної напруги 9 При наступній дії газу на газочутливі опори 5 і 6 змінюється величина ємнісної складової повного опору на електродах колектора першого біполярного транзистора 3 і колектора другого біполярного транзистора 4, а це викликає зміну резонансної частоти коливального контуру ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71