Traductor de Gaz Natural (1)

In numerele anterioare am prezentat detectoare de gaz natural fara ai intra in detalii.

Scaparile accidentale de gaz au dus la suficiente probleme, iar "comunicarea" ofera destula documentatie, pentru a pune la dispozitie celor interesati materiale necesare pentru studiu....sau realizari concrete.

Vrem sa prezentam "detectorul de gaz" realizat in diferite tehnologii si cat mai in detaliu, de la traductor la electroventil.

Amintim ca un detector de gaz realizat defectuos, in loc de a semnaliza, poate cauza accidente.

Senzorul analitic

Principiul de functionare

Amestecurile de gaz combustibil-aer nu ard atita timp cit nu se atinge punctul de aprindere. Totusi, in prezenta anumitor substante chimice, gazul va incepe sa arda la o temperatura mai mica. Acest fenomen este cunoscut sub denumirea de ardere catalitica. Cei mai multi oxizi ai metalelor si amestecuri de oxizi au proprietatea de a cataliza arderea. Astfel, rocile vulcanice, care contin o varietate de oxizi metalici, se folosesc in seminee care ard gaze. Aceste nu sunt numai decorative ci, de asemenea, ajuta procesul de ardere rezultind o ardere curata si mai eficienta. Compusii cu platina, paladiumul si toriul sunt si ei excelenti catalizatori pentru ardere. Astfel se explica faptul ca sistemul de evacuare al motoarelor de automobil se trateaza cu platina si se numeste catalizator. Senzorii de gaz despre care vorbim functioneaza pe baza principiului catalizei si se numesc senzori catalitici.

Moleculele de gaz combustibil se oxideaza pe suprafata catalizatorului la o temperatura mult mai mica decit temperatura normala de aprindere. Aceasta reactie de oxidare, fiind exoterma, conduce la incalzirea catalizatorului. Toate matrialele conductoare au un coeficient de temperatura (Ct) al rezistivitatii care arata in ce procentaj creste rezistivitatea la cresterea temperaturii cu un grad.

Platina are un coeficient Ct mare, in comparatie cu alte metale, si constant la temperaturi intre 500 si 1000 grade C (domeniul in care senzorul trebuie sa functioneze). Deoarece semnalul la iesirea din senzor este liniar si citirea concentratiei de gaz este liniara. Acest fapt imbunatateste acuratetea si simplifica circuitele electronice necesare. Deasemenea, platina are caracteristici mecanice foarte bune: rezistenta mecanica mare si ductilitate buna (poate fi trasa in fire foarte subtiri care permit realizarea de senzori de mici dimensiuni).

De asemenea, paltina are proprietati chimice excelente: este rezistenta la coroziune si poate fi folosita la temperatura mare pentru o perioada lunga de timp fara a-si schimba proprietatile fizice. Senzorii cu paltina asigura un semnal constant si sigur pentru o periada lunga de timp.

Cicuitul folosit la masurarea semnalului de iesire din senzor este o punte Wheatstone. Dupa cum se vede in fig. 2, patru ramuri sunt legate sub forma unui romb.

Pe o diagonala se leaga sursa de curent iar pe cealalta diagonala se leaga circuitul de masurare. In timpul functionarii se regleaza rezistenta R1 astfel incit sa se echilibreze puntea si semnalul pe iesire sa fie nul. Rezistentele RB si semireglabilul R1 se aleg de valoare relativ mare. Cind gazul arde catalitic pe suprafata senzorului, caldura de reactie produce ridicarea temperaturii ceea ce duce la marirea rezistentei senzorului. Astfel puntea se dezechilibreaza si deviatia de tensiune se masoara ca semnal de iesire. Este important ca ramura de referinta sa isi pastreze rezistenta independent de concentratia gazului.

(continuare in numarul urmator)