Вибухи та пожежі, що виникають унаслідок витоку газу, на жаль, не рідкість. Віддаючи належне діяльності адміністративних органів і аварійних служб, радіоаматори-конструктори можуть дещо зробити й самі для мінімізації цієї небезпеки. Проте в галузі газового контролю простих і доступних для повторення пристроїв майже немає, або вони невиправдано дорогі.
У продажу є промислові датчики, що перетворюють концентрацію газу на напругу, струм, опір та інші параметри. Здатністю реагувати на зміну концентрації газу володіють деякі оксиди, особливо SnO2 — діоксид олова, легований різними присадками. На їхній основі можна самостійно зробити електронний пристрій, що реагує на перевищення концентрації якогось газу в повітрі й подає звуковий сигнал. Датчики не однаково реагують на той чи інший газ, тому замінювати один датчик іншим недоцільно. Так, найнебезпечніший газ, який може уразити людину в побуті, це, безсумнівно, пропан (С3Н4). Його вибухонебезпечна концентрація в повітрі становить 2,1—9,5%. Для реєстрації пропану, природного газу та бутану підходять датчики газу TGS2610, TGS813 фірми Figaro. Останній тип — сучасніший і менш вимогливий до напруги живлення.
Далі йде метан (СН4). Його максимальна концентрація до вибуху в повітрі становить 5—15%. Для реєстрації тією ж фірмою розроблені датчики TGS842 і TGS2611.
Електрична схема приладу на базі датчика TGS2610, чутливого до пропану, показана на рисунку.
Датчик складається з керамічної трубки, поверхня якої покрита шаром резиста, чутливого до тієї чи іншої групи газів (у цьому, зокрема, полягає призначення легувальних присадок). Нагріте до температури понад +200°С, це покриття реагує на зміну концентрації газу, змінюючи свій опір. Нагрівальний елемент — просунута в трубку електрична спіраль (виводи 2 і 5).
Для зменшення відведення тепла трубку з’єднано з виводами 1 — 3 і 4 — 6 тонкими провідниками, що фіксують її у підвішеному стані. Ці попарно з’єднані між собою виводи йдуть від газочутливого резистора.
Движок резистора R5 встановлюють так, щоб у незагазованому приміщенні напруга на неінвертуючому вході компаратора DA1 дещо перевищувала напругу на його інвертуючому вході. Напруга на прямому виході компаратора (вивід 9) близька до напруги живлення, тому транзистор VT1 закритий.
При загазованості, що досягла певної концентрації (2,1—9% густини природного газу в повітрі), опір датчика DG1 знизиться до такої величини, що напруга на неінвертуючому вході компаратора стане меншою, ніж на інвертуючому. У цьому режимі напруга на виводі 9 компаратора буде близькою до нуля. Транзистор VT1 відкриється, п’єзоелектричний капсуль НА1 зі вбудованим генератором НЧ сповістить про газову небезпеку.
Про деталі
Змінний резистор R5 — СПЗ-38а або будь-який інший. Конденсатори С1, С2 — будь-які оксидні, наприклад К50-29. П’єзоелектричний капсуль НА1 — будь-який, розрахований на постійну напругу 12 В, наприклад KPI-4332L.
Джерело живлення — стабілізоване з вихідною напругою 10—12 В. Струм, що споживається пристроєм у режимі звукової індикації, не перевищує 30 мА.
НАЛАГОДЖЕННЯ
Оскільки калібрування приладу безпосередньо за концентрацією газу з міркувань безпеки рекомендувати не можна, потрібний поріг його спрацьовування можна виставити експериментально. Майже десятикратне зниження опору датчика в атмосфері, що містить повітря і 0,5 % метану (одна десята від вибухонебезпечної концентрації, порівняно з чистим повітрям), дає змогу виставити завідомо безпечний поріг спрацьовування датчика.
Щоб переконатися в працездатності зібраного пристрою, піднесіть до датчика газову запальничку (зі збитим полум’ям) — він має відреагувати тривожним сигналом із інерційністю 2 — 3 с.
«Моделіст-конструктор» № 2’2009, А. КАШКАРОВ