酒精蒸汽传感器。方案、说明

酒精蒸气传感器。无线电电子电气工程百科全书

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在某些情况下，“人均”（更准确地说，每个人）的酒精消耗量非常关键（例如，对于司机而言）。在许多欧洲国家（德国、芬兰、波兰等），几年前，酒精蒸气探测器，或者所谓的“alcotesters”（Roadtest）出现在自由市场上。当然，这些不是专业设备，但它们也可以让你控制“气味”并在服用“温暖”的东西后评估你的状况。呼吸分析仪选项。不同公司生产的产品有很多，但目前国内还没有生产的同类设备自由销售。

“Alcotester”（图1）是一款分析酒精以及甲苯、二甲苯和其他挥发性有机物质的分析仪。设备的上部有一个可更换的塑料管，用于通过嘴（进入设备）吹空气。当电源打开时，在 1 ... 2 秒后（与第一个类似）会听到短促的声音信号（峰-峰），并且指示灯上闪烁“Wait”字样（下方、下方）号码）。在这 10...12 秒期间，传感器进入测量模式。之后，第三声蜂鸣声表明这一点。设备已准备好运行（用于分析接收到的空气）。同时，指示器上的“等待”被“就绪”取代。

酒精蒸汽传感器

如果在第三个信号“不要向管内吹气*”之后，设备感知到已分析过的相同空气，并且没有发现差异，则在 10 ... 12 秒内给出否定结论（在医学上，否定结论）结果被认为良好，未确认诊断）。此状态在指示器上通过铭文“OFF”指示（无任何信号）。自动关闭系统在约 1.5 分钟后关闭设备电源（以节省电池））。当检测到呼吸中存在酒精蒸气时，该设备会在指示器上提供数字读数（最大 4000 - 您只需忘记汽车）并通过无尽的信号确认其研究，可以通过“重置”按钮（首先测试）或“电源”。

设备中安装了来自 Figaro Engineering Inc（日本）的 TGS-2620 型 TGS-2 型（田口气体传感器 - 图 1962），用于检测空气中是否存在杂质。 822 年，日本发明家 N. Taguchi 成为此类传感器的先驱。大多数 TGS 传感器（TGS-2620、TGS-XNUMX）均基于氧化锡。这些传感器在普通空气中对直流电的电阻很高，而在空气中存在杂质（有机来源的蒸气）时，电阻急剧下降。

酒精蒸汽传感器

传感器相对电阻与气体浓度的关系如图3所示。这些传感器不是通用的，例如，酒精蒸气传感器对氟利昂的存在不做出响应。典型的传感器开关电路如图4所示。

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如果将此类传感器连接到比较器（比较设备），后者将对传感器电阻的变化做出反应并打开警报。为了使传感器有效工作，需要大约 5 V 的恒定电压。因此，这种设备可以成功地使用自主电源，例如 3-4 节微型 AAA 电池。只有传感器的成本令人不安——接近 50 美元。该设备的工作原理类似，唯一的区别是它没有中间声音信号和数字指示，而仅显示两种状态：醉酒（声音持续到电源关闭）或未醉酒（没有声音）。

使用TGS-2620传感器的“Alcotester”方案如图5所示。

（点击放大）

传感器加热器 B1 的电源电压提供给其输出 1，加热器 4 的输出连接到公共线。为了处理传感器的输出信号，使用比较器 DA2 (K554SAZ)，它比较电压在其输入。比较器的同相输入连接到传感器的输出 2，反相输入连接到 R2-R3-R4-R5 链，从而创建温度补偿（由于热敏电阻 R2）参考电压 U0 。

带有元件 VD1、R1、C6、R2、R7 的运算放大器 DA9 提供 1 ... 1,5 分钟的延迟，这是在电源打开和测量时消除误报所必需的。如果没有这种延迟，无论是否存在酒精蒸气，设备都可能发出警报。

当浓度超过设定限值的酒精蒸气影响下B1的输出电压发生变化，触发比较器DA1时，其输出高电平，确保内置发生器HA1或其他报警装置的声舱处于正常状态。打开。

如果没有温度补偿电路，在给定的酒精蒸汽浓度为 600 ppm 时（环境温度为 3400°C，湿度为 1500%），传感器信号可能会在 20...65 ppm 的范围内变化。传感器相对电阻与环境温度的关系如图 6 所示。

酒精蒸汽传感器

热敏电阻R1用于热补偿。在环境温度为 +0°C、相对湿度为 2,5% 时，电压 U3,2 的变化范围为 40...65 V，相应地，在温度为 - 时，电压 U1,9 的变化范围为 3,1...10 V。 XNUMX° 与。

使用温度补偿电阻器的结果列于表中。

酒精蒸汽传感器

当设备由主电源供电时，电容器 C1 可消除电压纹波。二极管VD1防止氧化物电容器C2的漏电流，详情。热敏电阻 R1 - NTC 型。 MMT 或类似的。 VT1三极管更换为任意字母索引的KT601、KT603、KT940，DA1芯片更换为KR140UD1208、KR140UD6。二极管VD1-KD521、KD522具有任意字母索引。氧化物电容器 CI、C2 - K50-29 型或类似电容器。

声音发射器 HA1 - 任何带有内置 AF 发生器的电压为 5 ... 12 V 的设备。为了获得额外的光信号，可以与 HA1 胶囊并联连接一个 LED（AL307BM 类型或类似的电流高达至 10 mA），阳极连接到“+”电源，并串联一个 470...750 欧姆的电阻。设备电源（如果不使用电池）稳定，电压为 5 V（± 5%）。电流消耗不超过70 mA（不包括LED指示灯）。 TGS-2620 传感器除外。在此电路中，可以使用 Murata TGS-880、TGS-2181 或 TGS-822 传感器（电源电压 - 12...15 V）。

作者：A.Kashkarov, G.S. -圣彼得堡

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