Спосіб стабілізації температури датчика газу

1. Спосіб стабілізації температури датчика газу, що включає вимірювання температури нагрівника газочутливого шару, живлення нагрівника широтно-імпульсним сигналом, який відрізняється тим, що вимірювання температури нагрівника C2 1 3 з еталонним значенням, записаним у пам'ять мікроконтролера, і, в залежності від величини сигналу різниці, блок керування задає параметри генератора імпульсів підігріву, що змінює шпаруватість імпульсів які поступають до ключа, що керує потужністю, яка підводиться до нагрівника. При цьому у випадку коли значення потужності, що підводиться до нагрівника суттєво більше необхідного у стандартних умовах - блок керування зменшує ширину імпульсів підігріву генератора імпульсів до нульового значення і видає сигнал тривоги. При цьому у випадку коли опір газочутливого шару стає суттєво меншим за допустиме значення - блок керування зменшує ширину імпульсів підігріву генератора імпульсів до нульового значення і видає сигнал тривоги Суть винаходу пояснюється кресленнями. На Фіг.1 зображена структурна схема пристрою для стабілізації температури нагрівника чутливого шару; на Фіг.2 - діаграма напруги на нагрівнику; на Фіг.3 - алгоритм виміру опору; на Фіг.4 - алгоритм стабілізації та захисту від руйнування датчика внаслідок перегріву газочутливого шару. Пристрій для стабілізації температури датчика газу містить мікроконтролер, який включає блок керування (БК) 1, аналого-цифровий перетворювач (АЦП) 4, перший генератор імпульсів підігріву зі змінною шпаруватістю (ГІ1) 2, другий генератор імпульсів вимірювання опору (ГІ") 3; а також ключ (K) 6, виконаний на мікросхемі, нагрівник датчика Rh, вимірювальний опір RLh, газочутливий шар Rs, блок живлення (БЖ) 5. Пристрій працює у такий спосіб. Генератор імпульсів ГІ1 у мікроконтролері генерує сигнал зі шпаруватістю, що задається з блоку БК програмно (вивід 2.1) в залежності від необхідної потужності нагрівника. ГІ2 генерує імпульси виміру опору (вивід 3.1), що задаються з блоку БК програмно в моменти відсутності імпульсу напруги на виводі 2.1. АЦП реєструє цифрове значення напруги на виводі 4.1 і порівнює його значення зі значенням, записаним у пам'ять БК. Якщо значення опору менше встановленого - ширина імпульсу на виводі 2.1 збільшується на задану величину, якщо менше - зменшується. Таким чином підтримується задана стабільна температура нагрівника, а значить і чутливого шару датчика. Падіння напруги на чутливому шарі також реєструється АЦП (сигнал з дільника R1s, Rs) в моменти, які задаються програмно блоком БК. На Фіг.2 зображена діаграма імпульсної напруги на нагрівнику Rh. Як бачимо ГІ2 мікроконтролера генерує імпульси виміру 2 у проміжку відсутності напруги 1 на виводі 2.1. 91652 4 На Фіг.3 представлений алгоритм виміру температури нагрівника. У процесі обробки сигналу виміру встановлюється 1 на виводі 3.1, потім встановлюється період очікування декілька мс для стабілізації напруги. Далі проводиться вимір напруги на виводі 4.2, значення якої пропорційне опору нагрівника, встановлюється вихідний високоомний стан - 0 на виводі 3.1. На Фіг.4. представлений алгоритм стабілізації температури датчика та захисту його від перегріву. В основному циклі програми проводиться порівняння опору, що вимірюється з необхідним значенням для нормальної роботи, корекція значення ширини імпульсу на виводі 2.1 - при необхідності. У випадку, якщо необхідне значення потужності, що підводиться до нагрівача суттєво менше звичайного - відключається нагрівник (ширина імпульсів підігріву зменшується до нульового значення) та видається сигнал тривоги - перегріву датчика. Така ситуація можлива або у випадку надто високої температури оточуючого середовища, виходу з ладу стабілізованого джерела живлення (блоку БЖ), або при термокаталітичній реакції аналізованого газу на каталізаторі чутливого шару при значному підвищенні його концентрації. Оскільки при роботі у такому режимі датчик може вийти з ладу живлення датчика відключається і видається сигнал тривоги. Якщо ситуація нормалізується через десять хвилин датчик повертається до нормального режиму роботи. Якщо аварійна ситуація не зникла - через декілька циклів знову спрацьовує захист. У випадку перегріву датчика у декілька разів зменшується також опір газочутливого шару. Тому для дублювання функції захисту датчика від перегріву проводиться контроль величини опору газочутливого шару на виводі 4.1. Якщо величина цього опору стає менше допустимого значення ширина імпульсів підігріву зменшується до нульового значення і видається сигнал тривоги. Таким чином, введення в пропонований спосіб стабілізації температури датчика газу систему термостабілізації нагрівника чутливого шару та його захисту від перегріву суттєво покращує метрологічні та експлуатаційні параметри датчика газу. Пропонований спосіб може бути застосований у приладах газового аналізу та у інших засобах вимірювальної техніки. Література 1. Заявка №61-193213 Японія МКИ G05D23/24, G05F1/45 Схема регулювання температури. 1986. 2. А.С. 1405036 СССР МКИ G05D23/24 Устройство для регулирования температуры. 1988. прототип. 5 91652 6 7 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 91652 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601