UA155880U - Газочутливий сенсор-перетворювач - Google Patents
Газочутливий сенсор-перетворювач Download PDFInfo
- Publication number
- UA155880U UA155880U UAU202303462U UAU202303462U UA155880U UA 155880 U UA155880 U UA 155880U UA U202303462 U UAU202303462 U UA U202303462U UA U202303462 U UAU202303462 U UA U202303462U UA 155880 U UA155880 U UA 155880U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- gas
- sensor
- sensitive
- magnetic field
- oxygen
- Prior art date
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 30
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 17
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005298 paramagnetic effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000005292 diamagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Газочутливий сенсор-перетворювач складається з газової камери з досліджуваним газом, в якій знаходиться постійний магніт, між гострими полюсами якого розташований чутливий до змін магнітного поля датчик. Як датчик застосовано напівпровідниковий одноперехідний магнітотранзистор, працюючий у схемі генератора релаксаційних коливань.
Description
Газочутливий сенсор-перетворювач, що складається з газової камери з досліджуваним газом, в якій знаходиться постійний магніт, між гострими полюсами якого розташований чутливий до змін магнітного поля датчик. При цьому як датчик використовується напівпровідниковий одноперехідний магнітотранзистор, працюючий у схемі генератора релаксаційних коливань. При зміні концентрації газу в камері міняється величина магнітного поля, що призводить до зміни частоти генератора, що є вихідним параметром сенсора.
Корисна модель належить до аналізаторів складу газової суміші і може використовуватися у вимірювальних приладах, засобах автоматики та екології.
Відомі конструкції магнітних газоаналізаторів, в яких контейнер з досліджуваним газом розташовується між гострими полюсами магніту. Всередині контейнера розміщено чутливий до зміни магнітного поля датчик тієї або іншої конструкції. При зміні складу газу змінюється щільність магнітного потоку через камеру з газом, за величиною цієї зміни датчиком і визначається концентрація вимірюваної компоненти газу (кисень, водень та інші (11).
Найближчим аналогом корисної моделі є газоаналізатор для визначення вмісту кисню в навколишньому газовому середовищі (2). Він складається з постійного магніту, між гострими полюсами якого розміщена камера з досліджуваним повітрям. Усередині камери розміщений датчик - напівпровідниковий двоколекторний магнітотранзистор. У відсутності в камері вимірюваного кисню різниця напруги між колекторами дорівнює нулю. При заповненні камери киснем магнітне поле в ній збільшується і напруга між колекторами росте пропорційно величині концентрації кисню.
Недоліком цього газоаналізатора є те, що вихідним сигналом є напруга постійного струму, пропорційна величині концентрації вимірюваного газу. Нині розширюється застосування систем обробки сигналів від різних датчиків на ЕОМ, вхідним сигналом для яких є змінна напруга, частота якої пропорційна концентрації вимірюваної величини |З). Тому для обробки сигналів від даного газоаналізатора на ЕОМ доводиться створювати додаткові пристрої, що перетворюють вихідний сигнал постійного струму в змінний, де інформативним параметром є частота сигналу.
В основу корисної моделі поставлена задача застосування пристрою, вихідним параметром якого є частота сигналу змінного струму, пропорційна величині концентрації вимірюваного газу, як датчика.
Зо Поставлена задача вирішується тим, що як датчик газочутливого сенсора використовують одноперехідний транзистор (ОПТ), включений в схему генератора релаксаційних коливань, .
На фіг. 1 показана конструкція газоаналізатора, яка ілюструє взаємне розташування полюсів магніту М та З і чутливої площини ОПТ. Полюси магніту мають бути загострені для створення неоднорідного магнітного поля. Неоднорідне магнітне поле втягує молекули парамагнітного кисню в ділянку розташування ОПТ і виштовхує молекули діамагнітних газів, що значно збільшує чутливість газоаналізатора. Пунктиром показані лінії індукції В магнітного поля. На фіг. 2 показана електрична схема включення датчика, що є генератором релаксаційних коливань на основі ОПТ, трьох резисторів і конденсатора. Вхідна вольт-амперна характеристика ОПТ має ділянку негативного диференціального опору 5-типу і характеризується напругою включення Ов і залишковою напругою Шо (4). При включенні джерела живлення Е конденсатор С заряджається до напруги Ов, емітерний перехід ОПТ включається і конденсатор розряджається до напруги Оо, потім процес повторюється. Частота коливань визначається як 2 /С(Ов-Оо) де І - струм зарядки конденсатора через резистор Кз. Вихідний сигнал знімається з резистора Пі ії є імпульсами з частотою Її. Дія магнітного поля проявляється в тому, що воно збільшує траєкторію руху інжектованих з емітера носіїв заряду, а це збільшує внутрішній опір
ОПТ і величину Об, що призводить до росту частоти генерації. Таким чином, зі збільшенням індукції магнітного поля частота генерації росте. При роботі сенсора збільшення концентрації кисню в камері призводить до росту індукції В магнітного поля, а це призводить до збільшення вихідної частоти сенсора.
Газоаналізатор на основі ОПТ працює наступним чином.
ОПТ розташовано між загостреними полюсами магніту, пристрій розміщено в газовій камері, де відбувається калібрування. Якщо визначається концентрація кисню в газовій суміші, то спочатку необхідно заповнити газову камеру сумішшю без кисню і відмітити на шкалі частотоміра частоту їо», що відповідає "нулю" концентрації кисню. Потім камера повністю заповнюється киснем і показники частотоміра їп беруться за 100 95 концентрацій кисню. При заповненні камери досліджуваним газом за показниками частотоміра їх, легко визначити концентрацію кисню:
Мес--їТп Тк/100.
Слід зазначити, що кисень є парамагнітним газом, який концентрує магнітний потік.
Більшість інших газів - це діамагнетики, в яких магнітний потік розширюється, а відповідно індукція В і частота ї змінюватимуться у зворотний бік.
Експериментальна перевірка роботи сенсора проводилася з використанням в схемі (фіг. 2) промислових транзисторів ОПТ - типу КТ117 в пластмасовому корпусі, який поміщався в газовій камері між полюсами магніту із заліза. Інші елементи генератора розташовувалися поза газовою камерою. При напрузі живлення генератора Е-20 В і ємності конденсатора С-0,01 мкФ у відсутності кисню частота генератора складала 0-30 кГц. Зі збільшенням вмісту кисню частота збільшувалася на 200 Гц на кожен відсоток росту концентрації кисню.
Джерела інформації: 1. Перегуд Е.А., Горелик Д.О. Инструментальнье методь контроля загрязнений атмосферь. - Л.: Химия, 1981. - 297 с. 2. Патент України Мо 123930 ). Магнітоелектронний газоанализатор.//Вікуліна Л.Ф. та ін. -
Бюл. Мо 5, 12.03.2018. 3. Вьіглеб Г. Датчики: пер. с нем. - М.: Мир, 1989. - 196 с. 4. І.М. Мікиїїп, ГР. Мікиїїпа, М.Е. Согбаснем, М.5. МікНаїомУ. Сотбіпей зетісопаисіог іпіесіоп таднпеїіс Тієї вепзоге ог м/ігеієвз5 іпіоптайоп пеїмогКк5.//НадіоєІесігопісв апа Соттипісайоп зузівтв5, 2020, Мо1. 63, Мо 7, рр. 368-375. - ЛІІепоп Ргезв5. - М.-У. - 2020.
Claims (1)
- ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Газочутливий сенсор-перетворювач, що складається з газової камери з досліджуваним газом, в якій знаходиться постійний магніт, між гострими полюсами якого розташований чутливий до змін магнітного поля датчик, який відрізняється тим, що як датчик застосовано напівпровідниковий одноперехідний магнітотранзистор, працюючий у схемі генератора релаксаційних коливань. і Ж з Закін ше опЕоУд х р З 3 ко | саконікіннтююк щіФіг. ї ке КУ ЕЕ «Фіг. 2
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU202303462U UA155880U (uk) | 2023-07-17 | 2023-07-17 | Газочутливий сенсор-перетворювач |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU202303462U UA155880U (uk) | 2023-07-17 | 2023-07-17 | Газочутливий сенсор-перетворювач |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA155880U true UA155880U (uk) | 2024-04-17 |
Family
ID=90720656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU202303462U UA155880U (uk) | 2023-07-17 | 2023-07-17 | Газочутливий сенсор-перетворювач |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA155880U (uk) |
-
2023
- 2023-07-17 UA UAU202303462U patent/UA155880U/uk unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101629923A (zh) | 电磁式溶液电导率的测量方法及装置 | |
| Dewi et al. | Design and development of DC high current sensor using Hall-Effect method | |
| Sari et al. | Easy monitoring and data record system of electric current detected by ACS712 affordable non-destructive electrical current sensor | |
| UA155880U (uk) | Газочутливий сенсор-перетворювач | |
| Liu et al. | Magnetic levitation with cylindrical magnets for density-based measurement | |
| US20110094293A1 (en) | Oxygen Monitor | |
| Song et al. | Design and Simulation of a magnetic balance weak current sensor based on TMR | |
| Li et al. | Study on the static and dynamic characteristics of vortex electric field in electromagnetic flowmeter and its role in attenuating slurry noise | |
| Fatmaryanti et al. | Comparative study of magnetic fields measurements with logger lite and Arduino on electronic devices | |
| Puaypung et al. | A low-cost Arduino microcontroller for measuring magnetic fields in a solenoid | |
| Ding et al. | An inductive salt solution concentration sensor using a planar coil based on a PQCR-L circuit | |
| US20090045063A1 (en) | Apparatus and method for detecting particles and microorganisms using magnetic field | |
| CN113156349A (zh) | 一种材料磁致机械特性的测量方法和装置 | |
| Zheng et al. | Fast dynamic liquid level sensor based on liquid resistance | |
| Di Lieto et al. | Hall effect in a moving liquid | |
| Rustambekovich et al. | Improvement measurements of electromagnetic flow meters | |
| Zmarzły et al. | Dynamics of impulse response of streaming electrification current in swinging cylinder system insulation | |
| US3621472A (en) | Superconducting frequency converter system | |
| RU2027178C1 (ru) | Способ контроля физико-механических параметров изделий из ферромагнитных материалов | |
| SU1580242A1 (ru) | Устройство дл измерени режима намагничивани магнитного дефектоскопа | |
| JP4805631B2 (ja) | 磁性体分析装置及び磁性体分析方法 | |
| UA123930U (uk) | Магнітоелектронний газоаналізатор | |
| Satthamsakul et al. | Contamination Measurement Techniques in Hydraulic Fluid Based on Hall Effect Sensor | |
| SU593167A1 (ru) | Устройство дл измерени удельной магнитной энергии | |
| SU264549A1 (ru) | Устройство д,ля измерения максимальной удельной магнитной энергии ферромагнитныхматериалов |