Анализ существующих производителей датчиков токсичного газа диоксид азота

Э.В. Рощупкин
Тульский государственный университет,
г. Тула

Состояние окружающего воздуха влияет на здоровье населения. Необходимо контролировать непрерывно концентрации опасных токсичных газов. Контроль целесообразно осуществлять с помощью системы непрерывного мониторинга окружающей среды [1].

При выборе датчиков анализируемых параметров, необходимо учитывать несколько факторов, среди которых:

1) широкий диапазон рабочих температур для уличного исполнения;

2) принцип действия датчиков (время реакции на концентрацию);

3) срок службы датчиков (время наработки на отказ);

4) линейность характеристик измеряемых параметров (зависимость между измеряемой концентрацией и выходным параметром датчика);

5) стоимость обслуживания (затраты на поверку и калибровку);

6) возможность работы в подвижном состоянии (отсутствие порошков и жидкостей в измерительном устройстве).

На рынке указанных выше датчиков, в последнее время появились надежные и недорогие предложения. Производителями датчиков являются страны от Великобритании и США до Китая и Японии.

Фирма City Technology Ltd (Великобритания), выпускает электрохимические датчики оксида углерода, представленные в таблице 1.

Таблица 1

Параметры датчиков фирмы City Technology Ltd (Великобритания)

Название датчика	Диапазон измерения, ppm	Срок службы, лет
3MNDH	0-200	2
3ND	0-1000	2
3NDH	0-200	2
5ND	0-1000	2
A3OZ	0-100	2
T3ND	0-300	2

Датчик построен по принципу электрохимической ячейки, представляющей собой емкость с раствором электролита с электродами (анодом и катодом) (см. Рисунок 1).

Рисунок 1 – Устройство электрохимического датчика

В результате химической реакции анализируемого газа с электролитом, заполняющим ячейку, в растворе возникают заряженные ионы, между электродами начинает протекать электрический ток, пропорциональный концентрации анализируемого компонента в пробе. Выходной сигнал датчика зависит от температуры окружающего воздуха (см. Рисунок 2).

Рисунок 2 – Зависимость выходного сигнала датчика от температуры

Данную кривую необходимо учитывать в виде поправочного коэффициента для коррекции показаний в широком диапазоне температур окружающего воздуха.

Фирма MEMBRAPOR (Швейцария), выпускает электрохимические датчики диоксида азота представленные в таблице 2.

Таблица 2

Классификация датчиков NO₂ фирмы MEMBRAPOR (Швейцария)

Название датчика	Диапазон измерения, ppm	Срок службы, лет
NO2/C-20	0-20	2
NO2/M-2E	0-20	2
NO2/M-20	0-20	2
NO2/S-500-S	0-500	2
NO2/S-20	0-20	2

Зависимость выходного сигнала датчиков фирмы MEMBRAPOR (Швейцария) от температуры показана на рисунке 3.

Рисунок 3 – Зависимость выходного сигнала датчиков фирмы MEMBRAPOR (Швейцария) от температуры

Фирма Alphasense (Великобритания), выпускает электрохимические датчики диоксида азота представленные в таблице 3.

Таблица 3

Классификация датчиков NO₂ фирмы Alphasense (Великобритания)

Название датчика	Диапазон измерения, ppm	Срок службы, лет
NO2-A1	0-20	2
NO2-AE	0-200	2
NO2-B1	0-20	2
NO2-D1/4	0-20	2

На рисунке 4 представлен внешний вид датчиков NO2 фирмы Alphasense (Великобритания).

Рисунок 4 – Внешний вид датчиков NO2 фирмы Alphasense (Великобритания)

Зависимость выходного сигнала датчиков NO2 фирмы Alphasense (Великобритания) от температуры показана на рисунке 5.

Рисунок 5 – Зависимость выходного сигнала датчиков NO2 фирмы Alphasense (Великобритания) от температуры

Перспективным направлением построения современных газоанализаторов является применение электрохимических датчиков с линейной зависимостью между измеряемым параметром и выходным сигналом датчика. Данные датчики, не требуют обслуживания в течении всего срока службы (как правило несколько лет).

Данные типы датчиков отличаются низким потреблением электроэнергии, что особенно актуально при питании от батарей или аккумуляторов в мобильных устройствах газового контроля. В подобных устройствах легко реализовать передачу информации с подвижных объектов на центральные станции обработки экологической информации.

Список литературы

1. Э.В. Рощупкин. Применение GSM связи для организации системы передачи информации при автоматизированном мониторинге состава воздуха // Вестник ТулГУ. Серия «Экология и безопасность жизнедеятельности». Вып.1. – Тула: Изд-во ТулГУ, – 2008. – С. 221 – 224.

Назад к списку