Принцип работы сигнализатора загазованности: Принцип работы сигнализатора загазованности

Разное

Содержание

Принцип работы сигнализатора загазованности


6 517

Бытовые сигнализаторы газа предназначены для постоянного контроля уровня загазованности в жилых и коммунально-бытовых помещениях. Рассмотрим принцип работы сигнализатора загазованности и разновидности существующих на рынке моделей.

Сертифицированный прибор следит за концентрацией природного газа (метан СН4), угарного газа (оксид/окись углерода СО) и/или сжиженного топливного газа (пропан С3Н8). Благодаря наличию сигнализатора исключается возможность отравления людей накопившейся концентрацией горючего газа, воспламенения газовой смеси и последующего распространения пламени.

Прибор фиксирует разгерметизации и утечки газовых трубопроводов, нарушения обратной тяги и затухания пламени газовых горелок. Возможность контроля уровня окиси углерода позволяет использовать сигнализатор как пожарный газовый извещатель на ранних стадиях возгорания.

Принцип работы сигнализатора загазованности

Принцип действия сигнализатора загазованности базируется на пропуске воздушных масс через встроенные чувствительные элементы путем естественной конвекции. Если концентрация опасных газов превышает допустимый порог срабатывания прибор отключает потребляющее оборудование от газового трубопровода, включает вытяжку, подает звуковой сигнал. При наличии GSM коммуникаций дополнительно передается сигнал тревоги по беспроводным каналам связи.

После прекращения подачи газа сигнализатор продолжает контролировать уровень загазованности в помещении. Как только концентрация вернется к норме, звуковой сигнал и вспомогательные устройства автоматически отключаются, а сам прибор вновь начинает работать в режиме измерения. Однако в большинстве случаев сначала нужно устранить причину срабатывания сигнализатора. Только после этого можно перезапускать отопительное и нагревательное оборудование.

Типы существующих сигнализаторов загазованности

В зависимости от способности контролировать концентрации природного и/или угарного газа приборы разделяют на одно- и двухкомпонентные. Чувствительные элементы сигнализаторов могут быть размещены внутри (моноблочное исполнение) или вынесены наружу. Последние могут при этом иметь один или несколько каналов измерения СН4/СО. В случае с выносными датчиками возможен дистанционный контроль концентрации газа на расстоянии до 200 м.

Корпус прибора обычно изготавливают из пластика, а цвет и форму подбирают привлекательными для интерьеров. В комплекте с сигнализатором прилагаются крепежные элементы. Большинство приборов подключаются к электросети 220В, в некоторых моделях в целях обеспечения бесперебойной работы предусмотрена возможность автоматического переключения на резервный источник питания.

Подключение бытового сигнализатора загазованности

Установку датчика газа можно осуществить собственными силами. Для этого достаточно обладать базовыми знаниями электротехники и умением читать техническую документацию. В комплекте с прибором обычно идут технический паспорт и инструкция по монтажу, в которых подробно описывается весь процесс установки, раскрываются допустимые условия эксплуатации, приводятся полезные рекомендации для потребителя.

Бытовые сигнализаторы загазованности следует устанавливать вблизи потенциальных мест утечки: рядом с газовыми колонками/котлами, газовыми счетчиками и др. приборами. Максимальное удаление анализатора от газового оборудования до 4 м. При этом минимальное расстояние от прибора до источников тепла и огня должно составлять не менее 1 м. Нежелательно размещать сигнализатор в местах загрязнения и распространения продуктов сгорания, испарений и прочих агрессивных компонентов. По вертикали скопление газов обычно происходит на следующих высотах:

  • природный газ (метан СН4) – 0,5 м от потолка;
  • угарный газ (оксид/окись углерода СО) – 1,8 м от пола, но не ближе 0,3 м от потолка;
  • сжиженный топливный газ (пропан С3Н8) – не выше 0,5 м от пола.

Для стабильной работы бытового сигнализатора загазованности необходимо регулярно убирать загрязнения, соблюдать правила эксплуатации и минимум 1 раз в год поверять прибор в сервисной организации.

Для чего нужен бытовой сигнализатор загазованности

Современному человеку трудно представит жизнь без газа. С его помощью можно приготовить пищу, обогреть помещение и т.д. При этом стоит помнить, что обращение с ним требует особой осторожности. Рассмотрим какое значение имеет сигнализатор загазованности, для чего он нужен и каких видов он бывает. Основное предназначение – предотвращение утечки газа в помещении. Когда концентрация газа в воздухе достигает критического уровня прибор включает оповещение в виде звуковых и световых сигналов. Это позволяет владельцам вовремя принять меры и отреагировать на ситуацию.

RGDCO0MP1

Стационарный сигнализатор загазованности на угарный газ (СО). Возможность подключения внешнего сенсора…

SYCN

На угарный газ (СО). Рабочий диапазон: 0…500 ppm. Тип сенсора — электрохимический.

RGDME5MP1 NA20

Бытовой комплект для обнаружения утечек сжиженного газа состоит из сигнализатора RGDGP5MP1 Beagle и газового…

Функции прибора

Бытовой сигнализатор может быть предназначен для измерения концентрации:

  • метана;
  • пропана;
  • угарного газа.

Последний вид является наиболее опасным, потому что он не имеет запаха, цвета или вкуса. Действие на организм происходит моментально. При этом человек может ощущать такие симптомы, как:

  • боли в голове;
  • тошнота;
  • нарушение работы памяти;
  • слабость.

Избежать подобных ситуаций можно только при помощи сигнализаторов.

Разновидности приборов

В зависимости от режима работы различают сигнализаторы:

  • с непрерывной работой;
  • с периодической.

По типологии встроенных датчиков они бывают:

  • оптическими;
  • химическими;
  • термохимическими.

Дополнительно различают приборы по количеству газов для определения: одно- или двухкомпонентные.

По назначению такие устройства могут быть:

  • для поиска утечки газа – они способны обнаружить невидимые дефекты газопроводов;
  • для измерения концентрации – работают на определение определенного газа и его количества в атмосфере;
  • Сейтрон – системы контроля загазованности – применяются на объектах для определения различных видов газов, при превышении нормы происходит подача сигнала об утечке и отключение подачи.

Функциональные особенности

Независимо от размера, цвета или формы сигнализаторы выполняют одни и те же функции:

1. Оповещение владельца при достижении критического уровня газа в помещении.

2. Передача сигналов на внешние устройства.

3. Прекращение подачи газа при помощи отсечных клапанов.

4. Выдача сигналов «Авария».

Места монтажа

Крепить датчики необходимо с учетом типа газовой смеси, которую он будет определять. Для определения угарного газа монтаж производится на высоте от пола в 180 см, при этом расстояние от потолка должно составлять 30 см. Для определения метана устройства устанавливается на расстоянии 50 см от потолка. Для метана расстояние должно быть не менее 50 см от потолка, а для пропана – не более 50 см от пола.

Комбинированные датчики монтируются на высоте 30-50 см от потолка.

Основное правило при установке – уделять особе внимание местам с возможными проблемами утечки бутового газа.

Причины утечки газа в быту

Зачастую в домах причинами проблем с превышением в воздухе концентрации различных типов газа связанно с выходом из строя печей, котлов, колонок, оборудования.

Основные проблемы связанны с:

  • разрушением горелки или тоннеля;
  • измененная пропорция горючей смеси и воздуха;
  • деформация дымохода;
  • подтеканием труб в котлах;
  • нарушенные настройки работы приборов;
  • поломка затворов газопроводов, клапанов;
  • нарушение герметичности труб или теплоограждения;
  • воспламенение сажи на поверхности котла.

При регулярном проведении профилактических мер и обслуживания техники можно минимизировать риски утечки. Но наиболее практичным и выгодным вариантом станет установки сигнализатора утечки газа в своем доме. Таким образом можно обезопасить свою жизнь и жизнь близких людей, а также предотвратить взрывы и аварии в доме.

датчик утечки угарного газа, бытовой газоанализатор в квартире, СО для дома

Сигнализатор загазованности способен сделать квартиру более безопасной

Сигнализатор загазованности способен сделать квартиру более безопасной

В квартире или доме многие приборы работают от газа. Именно с этой целью в помещении устанавливается сигнализатор загазованности. Принцип его работы несложный. При обнаружении проблемы он дает об этом знать специфическим сигналом. Для большей безопасности рекомендуется установить отсечной клапан.

Необходимость датчика газа в квартире

Датчик загазованности выполняет контроль за уровнем горючих газов в воздухе. Когда показатели превышают норму, то детектор газа дает об этом знать специальными звуковыми и световыми сигналами. Такие анализаторы широко используются на промышленных предприятиях, в котельных и даже в домашних квартирах.

Бытовые датчики способны обнаружить в воздухе метан, пропан и угарный газ.

Именно поэтому определяющий датчик можно разделить на промышленные и бытовые. Промышленные варианты имеют более сложную структуру. В комплект входят пульт управления и сам прибор. Бытовой газоуловитель более простой в структуре и использовании.

Полезная статья для Вас: выбираем стабилизатор напряжения для газового котла https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/otoplenie/stabilizator-napryazheniya-dlya-gazovogo-kotla

Угарный газ представляет наибольшую опасность. В отличие от других компонентов его невозможно распознать по запаху или цвету. Он быстрее соединяется с гемоглобином и попадает в кровь. Угарный газ способен быстро привести к летальным исходам.

Функции сигнализаторов загазованности:

  • Оповещение с помощью света и звука о проблеме;
  • Имеет отверстие к подключению дополнительных коммуникаций: оповещателей, вентиляторов;
  • Может подсоединяться к электромагнитному клапану и отключать подачу газа;
  • Может работать автономно.

Разные модели разных производителей отличаются уникальным устройством. Покупку стоит совершать исходя из собственных потребностей. Но в целом приборы универсальные в своих функциях.

Также Вам может быть интересно: установка газового котла со встроенным бойлером в квартиру https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/otoplenie/gazovyj-kotel-so-vstroennym-bojlerom

Принцип работы датчиков утечки газа

Принцип работы разных видов немного отличается. Условно все сигнализаторы делятся на проводные и беспроводные. Это говорит о источнике их питания. Но за методикой обнаружения утечки существует другая классификация датчиков.

Типы сигнализаторов загазованности:

  • Полупроводниковые;
  • Каталитические;
  • Инфракрасные.

Принцип работы каталитического устройства заключается в изменениях на платиновой катушке, когда угарный газ проходит сквозь устройство. Другая катушка с измерительным прибором применяется для определения повышения температуры. Существует прямая зависимость между сопротивлением и количеством частиц угарного вещества.

Чтобы катушка не реагировала на факторы внешней среды, на разных концах цепи находятся термически согласованные шары, покрытые стеклом. Они выполняют роль компенсатора.

Полупроводниковые устройства немного схожи с каталитическими за принципом работы. Распознавательный элемент, покрытый тоненькой пленкой из окиси металла. Когда угарный газ касается пленки, то она поглощает вещество и изменяет сопротивление на обратнопропорциональное. Данный вариант отлично подходит для дома, но редко используется в промышленности. Считается, что сигнализация недостаточно точная. К тому же у прибора медлительная реакция.

Инфракрасные датчики широко используются для промышленных сооружений. Они достаточно точные, не пищат без надобности, употребляют мало энергии и быстро реагируют на возможную утечку. Они работают под действием солнечной энергии.

Виды датчиков угарного газа

Выделяют 2 основных типы сигнализаторов загазованности: промышленные и бытовые. Промышленные датчики более сложные по конструкции, ведь необходимо контролировать большую площадь. Предусматривается несколько аппаратов и общий пульт управления.

Домашний датчик более простой в установке и использовании. Он не должен показывать количество, а сигнализировать о явной проблеме. Для этого прибор начинает издавать специальный сигнал и свет.

Типы датчиков по определению газов:

  • Метан;
  • Пропан;
  • Угарный газ.

Но есть и комбинированные приборы, которые контролируют сразу несколько концентраций. Для комнаты с газовыми устройствами следует устанавливать именно комбинированные виды. Если в доме печное отопление, то подойдет и один датчик с определением утечки угарного газа.

Датчики начинают реагировать, если в воздухе обнаруживается 0,1-1% метана, 0,46-0,05% пропана и 0,005-0,01% угарного газа.

При покупке сигнализации необходимо учитывать питание системы. Также берут во внимание устройства, с которыми он будет взаимодействовать. Оптимальный показатель – 220 Вт.

Наша рекомендация: выбор газового обогревателя для дачи https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/otoplenie/gazovye-obogrevateli

Приобретения датчика загазованности и отсечного клапана в котельную

Отсечной клапан представляет собой прибор, который устанавливается на входе газопровода. Он действует при подаче электрического импульса на его катушку. В это время он должен перекрывать подачу природного газа ко всем устройствам.

Отличительные особенности отсечного клапана:

  • Калибр условного прохода. Он может составлять от 15 до 25 мм для бытовых нужд.
  • Энергия питания. Для домашнего использования оптимальный вариант составляет 220 Вт.
  • Допустимое давление. Для газопроводов низкого давления оптимальный показатель – 500 МБар.
  • Отличаются и виды клапанов. Бывает нормальный в открытом состоянии и закрытом.

Нормально открытый также называется импульсивным. Он представляет собой элемент с ручным взводом. Во время работы на его катушку не поступает электрический импульс. При воздействии датчика загазованности на катушку от прибора поступает небольшое напряжение. Это вызывает срабатывание датчика и отключения подачи газа.

Именно тип клапана является решающей характеристикой для работы в комплексе с датчиком загазованности.

Нормально закрытое устройство также относится к приборам с ручным взводом. Но чтобы запустить его работу, необходимо подать импульс на его катушку. Когда сигнализация срабатывает, то напряжение на катушке угасает и происходит отсечка газа.

Отличным домашним клапаном послужит нормально открытый прибор с энергопитанием в 220 Вт. Так отключение питание не станет причиной его срабатывания. Так предоставляется возможность использовать независимые газовые устройства. При этом можно сэкономить на электроэнергии.

Трудности при синхронной работе датчика и клапана могут возникнуть, когда при включении анализатор начинает проверять состояние своих выходов. Сигнализация будет подавать напряжение в клапан, и провоцировать его срабатывание. Именно поэтому анализатора в котельную необходимо детально ознакомиться с принципом его работы.

Установка датчика газа с клапаном

Радует то, что все работы по установке устройства можно выполнить своими руками. Нужно правильно выбрать место установки, опираясь на инструкцию и провести к нему электропитание. Следует подсоединить вспомогательные приборы согласно схеме, которая указана в инструкции.

В проектах газофикации указана вся необходимая информация по расположению приборов. Помощь в данном вопросе сможет и газовая служба, опираясь на нормативы. Газоуловитель стоит установить на вертикальной поверхности, где есть повышенный риск утечки газа. При этом важно соблюдать интервал в 4 м от газовых устройств.

Правила правильного размещения газоанализатора:

  1. От духовок и газовых горелок необходимо соблюдать расстояние в 1 м;
  2. Нельзя устанавливать прибор в местах обильности конденсата , пепла, пыли и жира;
  3. Не рекомендуется проводить монтаж рядом с вентиляцией и открытыми окнами;
  4. Не следует размещать газовый анализатор возле горючих материалов, краски;
  5. Если дымоход не изолирован, то лучше не устанавливать рядом прибор измерения.

Каждый тип измерения имеет свою оптимальную высоту закрепления. Каждый газ имеет свои места скопления. Одни газы оседают внизу, вторые поднимаются вверх.

Комбинированные датчики устанавливают на высоте 30 см от пола и 50 см до потолка. Датчики по определению метана и пропана монтируются следующим образом: 50 см от потолка и пола соответственно. Для анализаторов угарного газа оптимальной высотой считается 1,8 м от пола и 30 см от потолка.

Чтобы установить газоанализатор на стене, даже не потребуется вскрывать корпус. Достаточно закрепить прибор на гвозди, используя специальное отверстие. Дальше проводится установка клапана. Отсекатель должны устанавливать только специальные организации с соответствующей лицензией. Соединения анализатора с клапаном проводится по схеме, указанной в паспорте.

Проверка работоспособности бытового газоанализатора

Каждый год необходимо проводить метрологическую проверку устройства. Своими руками данное мероприятие проводить не рекомендуется. Это может привести к поломке прибора.

При обнаружении явной проблемы самостоятельно обратитесь в газовую службу.

Самостоятельно можно следить только за внешней чистотой газоуловителя. Обычно дается гарантия на прибор, которая составляет 2 года. Но в среднем прибор способен прослужить 8 лет.

Марки газоуловителей:

  • СТГ-1;
  • ЭКО;
  • БУГ;
  • СЗ-2;
  • СОУ-1.

Вышеперечисленные варианты относятся к отечественному производителю. На рынке можно встретить и импортные модели. Но при покупке отечественных приборов легче выполнять ремонт.

Что такое сигнализатор загазованности (видео)

Автономный улавливатель газа необходим не только на промышленных объектах, но и в жилых домах. Удобная система контроля помогает определить минимальную утечку с газовых котлов и других приборов. Чтобы установить устройство не нужно обладать особыми навыками, все можно сделать самостоятельно.

Оцените статью:

Поделитесь с друзьями!

Возможности сигнализатора загазованности: 4 функции

Сигнализатор загазованности способен сделать квартиру более безопасной В квартире или доме многие приборы работают от газа. Именно с этой целью в помещении устанавливается сигнализатор загазованности. Принцип его работы несложный. При обнаружении проблемы он дает об этом знать специфическим сигналом. Для большей безопасности рекомендуется установить отсечной клапан.

Необходимость датчика газа в квартире

Датчик загазованности выполняет контроль за уровнем горючих газов в воздухе. Когда показатели превышают норму, то детектор газа дает об этом знать специальными звуковыми и световыми сигналами. Такие анализаторы широко используются на промышленных предприятиях, в котельных и даже в домашних квартирах.

Бытовые датчики способны обнаружить в воздухе метан, пропан и угарный газ.

Именно поэтому определяющий датчик можно разделить на промышленные и бытовые. Промышленные варианты имеют более сложную структуру. В комплект входят пульт управления и сам прибор. Бытовой газоуловитель более простой в структуре и использовании.

Угарный газ представляет наибольшую опасность. В отличие от других компонентов его невозможно распознать по запаху или цвету. Он быстрее соединяется с гемоглобином и попадает в кровь. Угарный газ способен быстро привести к летальным исходам.

Устанавливать датчик газа в квартире стоит поближе к плите

Функции сигнализаторов загазованности:

  • Оповещение с помощью света и звука о проблеме;
  • Имеет отверстие к подключению дополнительных коммуникаций: оповещателей, вентиляторов;
  • Может подсоединяться к электромагнитному клапану и отключать подачу газа;
  • Может работать автономно.

Разные модели разных производителей отличаются уникальным устройством. Покупку стоит совершать исходя из собственных потребностей. Но в целом приборы универсальные в своих функциях.

Принцип работы датчиков утечки газа

Принцип работы разных видов немного отличается. Условно все сигнализаторы делятся на проводные и беспроводные. Это говорит о источнике их питания. Но за методикой обнаружения утечки существует другая классификация датчиков.

Типы сигнализаторов загазованности:

  • Полупроводниковые;
  • Каталитические;
  • Инфракрасные.

Принцип работы каталитического устройства заключается в изменениях на платиновой катушке, когда угарный газ проходит сквозь устройство. Другая катушка с измерительным прибором применяется для определения повышения температуры. Существует прямая зависимость между сопротивлением и количеством частиц угарного вещества.

Чтобы катушка не реагировала на факторы внешней среды, на разных концах цепи находятся термически согласованные шары, покрытые стеклом. Они выполняют роль компенсатора.

Полупроводниковые устройства немного схожи с каталитическими за принципом работы. Распознавательный элемент, покрытый тоненькой пленкой из окиси металла. Когда угарный газ касается пленки, то она поглощает вещество и изменяет сопротивление на обратнопропорциональное. Данный вариант отлично подходит для дома, но редко используется в промышленности. Считается, что сигнализация недостаточно точная. К тому же у прибора медлительная реакция.

Инфракрасные датчики широко используются для промышленных сооружений. Они достаточно точные, не пищат без надобности, употребляют мало энергии и быстро реагируют на возможную утечку. Они работают под действием солнечной энергии.

Виды датчиков угарного газа

Выделяют 2 основных типы сигнализаторов загазованности: промышленные и бытовые. Промышленные датчики более сложные по конструкции, ведь необходимо контролировать большую площадь. Предусматривается несколько аппаратов и общий пульт управления.

Датчики угарного газа могут иметь разный внешний вид и качество материалов, из которых они сделаны

Домашний датчик более простой в установке и использовании. Он не должен показывать количество, а сигнализировать о явной проблеме. Для этого прибор начинает издавать специальный сигнал и свет.

Типы датчиков по определению газов:

  • Метан;
  • Пропан;
  • Угарный газ.

Но есть и комбинированные приборы, которые контролируют сразу несколько концентраций. Для комнаты с газовыми устройствами следует устанавливать именно комбинированные виды. Если в доме печное отопление, то подойдет и один датчик с определением утечки угарного газа.

Датчики начинают реагировать, если в воздухе обнаруживается 0,1-1% метана, 0,46-0,05% пропана и 0,005-0,01% угарного газа.

При покупке сигнализации необходимо учитывать питание системы. Также берут во внимание устройства, с которыми он будет взаимодействовать. Оптимальный показатель – 220 Вт.

Приобретения датчика загазованности и отсечного клапана в котельную

Отсечной клапан представляет собой прибор, который устанавливается на входе газопровода. Он действует при подаче электрического импульса на его катушку. В это время он должен перекрывать подачу природного газа ко всем устройствам.

Отличительные особенности отсечного клапана:

  • Калибр условного прохода. Он может составлять от 15 до 25 мм для бытовых нужд.
  • Энергия питания. Для домашнего использования оптимальный вариант составляет 220 Вт.
  • Допустимое давление. Для газопроводов низкого давления оптимальный показатель – 500 МБар.
  • Отличаются и виды клапанов. Бывает нормальный в открытом состоянии и закрытом.

Нормально открытый также называется импульсивным. Он представляет собой элемент с ручным взводом. Во время работы на его катушку не поступает электрический импульс. При воздействии датчика загазованности на катушку от прибора поступает небольшое напряжение. Это вызывает срабатывание датчика и отключения подачи газа.

Именно тип клапана является решающей характеристикой для работы в комплексе с датчиком загазованности.

Нормально закрытое устройство также относится к приборам с ручным взводом. Но чтобы запустить его работу, необходимо подать импульс на его катушку. Когда сигнализация срабатывает, то напряжение на катушке угасает и происходит отсечка газа.

Перед тем как приступить к эксплуатации датчика загазованности, стоит тщательно изучить инструкцию

Отличным домашним клапаном послужит нормально открытый прибор с энергопитанием в 220 Вт. Так отключение питание не станет причиной его срабатывания. Так предоставляется возможность использовать независимые газовые устройства. При этом можно сэкономить на электроэнергии.

Трудности при синхронной работе датчика и клапана могут возникнуть, когда при включении анализатор начинает проверять состояние своих выходов. Сигнализация будет подавать напряжение в клапан, и провоцировать его срабатывание. Именно поэтому анализатора в котельную необходимо детально ознакомиться с принципом его работы.

Установка датчика газа с клапаном

Радует то, что все работы по установке устройства можно выполнить своими руками. Нужно правильно выбрать место установки, опираясь на инструкцию и провести к нему электропитание. Следует подсоединить вспомогательные приборы согласно схеме, которая указана в инструкции.

В проектах газофикации указана вся необходимая информация по расположению приборов. Помощь в данном вопросе сможет и газовая служба, опираясь на нормативы. Газоуловитель стоит установить на вертикальной поверхности, где есть повышенный риск утечки газа. При этом важно соблюдать интервал в 4 м от газовых устройств.

Правила правильного размещения газоанализатора:

  • От духовок и газовых горелок необходимо соблюдать расстояние в 1 м;
  • Нельзя устанавливать прибор в местах обильности конденсата , пепла, пыли и жира;
  • Не рекомендуется проводить монтаж рядом с вентиляцией и открытыми окнами;
  • Не следует размещать газовый анализатор возле горючих материалов, краски;
  • Если дымоход не изолирован, то лучше не устанавливать рядом прибор измерения.
  • Каждый тип измерения имеет свою оптимальную высоту закрепления. Каждый газ имеет свои места скопления. Одни газы оседают внизу, вторые поднимаются вверх.

    Комбинированные датчики устанавливают на высоте 30 см от пола и 50 см до потолка. Датчики по определению метана и пропана монтируются следующим образом: 50 см от потолка и пола соответственно. Для анализаторов угарного газа оптимальной высотой считается 1,8 м от пола и 30 см от потолка.

    Чтобы установить газоанализатор на стене, даже не потребуется вскрывать корпус. Достаточно закрепить прибор на гвозди, используя специальное отверстие. Дальше проводится установка клапана. Отсекатель должны устанавливать только специальные организации с соответствующей лицензией. Соединения анализатора с клапаном проводится по схеме, указанной в паспорте.

    Проверка работоспособности бытового газоанализатора

    Каждый год необходимо проводить метрологическую проверку устройства. Своими руками данное мероприятие проводить не рекомендуется. Это может привести к поломке прибора.

    Покупая бытовой газоанализатор, рекомендуется попросить у продавца сертификат, который подтверждает его качество

    При обнаружении явной проблемы самостоятельно обратитесь в газовую службу.

    Самостоятельно можно следить только за внешней чистотой газоуловителя. Обычно дается гарантия на прибор, которая составляет 2 года. Но в среднем прибор способен прослужить 8 лет.

    Марки газоуловителей:

    • СТГ-1;
    • ЭКО;
    • БУГ;
    • СЗ-2;
    • СОУ-1.

    Вышеперечисленные варианты относятся к отечественному производителю. На рынке можно встретить и импортные модели. Но при покупке отечественных приборов легче выполнять ремонт.

    Что такое сигнализатор загазованности (видео)

    Автономный улавливатель газа необходим не только на промышленных объектах, но и в жилых домах. Удобная система контроля помогает определить минимальную утечку с газовых котлов и других приборов. Чтобы установить устройство не нужно обладать особыми навыками, все можно сделать самостоятельно.

    Датчик утечки газа для дома: разновидности, установка, эксплуатация

    Магистральный трубопровод с природным газом или баллон с пропан — бутановой смесью обеспечивают работу большого количества промышленных и бытовых приборов, служат источником отопления помещений в зимнее время. Комфорт, который приносит в нашу жизнь использование газового топлива невозможно оценить. Однако существует оборотная сторона медали. Регулярно через средства массовой информации сообщается о крупных авариях, причиной которых стала утечка газа. Способность природного газового топлива создавать с воздухом взрывоопасную смесь требует поиска дополнительных мер для предотвращения возникновения критической ситуации.

    Очередной взрыв бытового газа в многоквартирном доме

    Очередной взрыв бытового газа в многоквартирном доме

    Преимущества установки сигнализатора газа

    Природный газ практически полностью состоит из метана — вещества, не имеющего запаха. Однако для безопасной эксплуатации в его состав добавляют ароматизирующие добавки, которые как раз и служат индикаторами утечек. Такой способ не определят степени утечки, а она может уже иметь опасную концентрацию. Вдыхание метана (аналогично пропан — бутановой смеси) может привести человека к потере сознания.

    Установка в помещении датчика утечки (сигнализатора газа) является куда более эффективным способом свести последствия утечки к минимуму. Данный прибор без присутствия человека в автоматическом режиме определит концентрацию опасного газа. К тому же будут предприняты меры в создавшейся ситуации вплоть до отключения трубопровода по сигналу от датчика.

    Устройство сигнализаторов утечки

    Конструктивное исполнение одинаково для всех типов датчиков утечки. Составляющие его элементы следующие.

    • Собственно сам чувствительный элемент, который реагирует на изменение концентрации газа. Невозможно создать универсальный датчик, работающий в атмосфере различных газов. Поэтому чувствительный элемент подбирается индивидуально. Отсюда происходит большое многообразие по способу определения концентрации газа, где используются законы из различных областей физики — оптики, электромеханики, теплофизики и других.
    • Устройство измерения анализирует данные зафиксированные чувствительным элементом. Обычно они сравниваются с эталонным значением, которое находится в настройках измерительного устройства.
    • Исполнительный механизм, который преобразует результаты контроля в конкретные действия: дает команду на перекрытие электромагнитным клапаном подачи газа, включает вытяжную вентиляцию, осуществляет подачу звуковой или световой тревожной сигнализации. В условиях промышленных или офисных объектов сигнализатор может входить в единый комплекс охранно-пожарной сигнализации, где его тревожный сигнал поступает на центральный пункт управления.
    • Для обеспечения функционирования необходим источник энергии. Это могут быть аккумуляторные батарейки определенной мощности или блок питания, работающий от электрической сети.
    • Все составляющие элементы находятся в защитном корпусе, который имеет дизайнерскую форму, чтобы он мог вписаться, например, в интерьер кухни с газовой плитой.

    Пример устройства одной из моделей сигнализатора загазованности

    Пример устройства одной из моделей сигнализатора загазованности

    Некоторые виды чувствительных элементов

    Наиболее распространены сигнализаторы, где принцип работы основан на полупроводниковых приборах, каталитического действия и распознавание газа происходит с помощью инфракрасного излучения.

    • Чувствительный элемент выполнен в виде полупроводника определенного вида. Принцип действия заложен на изменении сопротивления при адсорбции молекул определенного газа на поверхности. Обычно полупроводник — это монокристаллическая структура из окислов кремния, олова, индия и некоторых других металлов. Часть контролируемых газов, адсорбируясь на поверхностный слой, уменьшают его сопротивление, другая — увеличивает.Полупроводниковый датчик (на основе диоксида олова) для обнаружения утечек природного газового топливаПолупроводниковый датчик (на основе диоксида олова) для обнаружения утечек природного газового топливаКонструкция таких датчиков отличается простой, они недорогие и широко используются в бытовых условиях. В промышленности не нашли применения из-за невысокой точности и долгого восстановления после выполнения своей функции. Более быстрое возвращение в рабочее состояние возможно при нагреве до температуры десорбции отработанного газа. Недостаткам также является невозможность контроля за двумя или более газовыми субстанциями, так как полупроводниковые приборы не отличаются хорошей селективностью к разным газам.
    • Принцип действия каталитических датчиков основан на регистрации количества тепла, выделяемого при сгорании газа определенной концентрации. Он вступает в каталитическую реакцию с выделением тепла при соприкосновении с поверхностью датчика. В зависимости от его количества происходит больший или меньший нагрев элемента из чистой платины. Изменение сопротивления платины пропорционально изменению температуры, что позволяет косвенно контролировать концентрацию.Принципиальная схема каталитического сигнализатораПринципиальная схема каталитического сигнализатораОтсутствие недостатков присущих полупроводниковым приборам сделало каталитические датчики основными в использовании на промышленных объектах.
    • Принцип работы инфракрасных сигнализаторов основан на разнице возможностей газов поглощать инфракрасное излучение. Поэтому вид газа и его концентрация могут быть определены через построения кривой поглощения данного типа излучения и дальнейшего ее анализа. Этот метод обладает отличной избирательностью, другие газы практически не оказывают влияние на точность процесса измерения.Схема работы инфракрасного сигнализатораСхема работы инфракрасного сигнализатораИнфракрасный детектор настраивается на определенную интенсивность излучения газа с эталонной концентрацией. При прохождении через датчик исследуемой волны фиксируется разница в параметрах излучения, тем самым определяется концентрация.

    Используются такие датчики в местах, где требуются особые требования к состоянию окружающей среды, где точность измерения играет важную роль. Это могут быть производства с выделением опасных газов, например, угольные шахты, медицинские учреждения и другие места, где некоторые виды газов невозможно обнаружить с помощью других типов датчиков.

    Различие датчиков по типу источников энергии

    В зависимости от способов использования источников энергии сигнализаторы газа делятся на проводные и беспроводные.

    • Проводные. Для нормального функционирования таких датчиков требуется наличие электрической сети 220 В, причем в непосредственной близости. Здесь следует отметить, что технология изготовления проводных датчиков соблюдает все условия работы во взрывоопасном помещении. Это гарантирует отсутствие в приборе таких дефектов, например, как короткое замыкание. Проводные датчики просты в обслуживании, не требуется постоянно следить за уровнем зарядки батарей.Проводной датчикПроводной датчик
    • Беспроводные. Работа беспроводных датчиков обеспечивается аккумуляторными батареями, нет необходимости в присутствии электрической сети. Этим обеспечивается их высокая мобильность, установить такой сигнализатор можно даже на движущихся частях промышленной установки. К недостаткам относят постоянное отслеживание уровня заряда батареи. Стоимость беспроводных датчиков выше, чем у проводных.Беспроводное устройствоБеспроводное устройство

    Датчики утечки газа, оснащенные дополнительными опциями

    Кроме функции обнаружения утечек датчик оснащается дополнительными механизмами и системами управления, повышающими его функционал.

    Сигнализатор газа с клапаном

    Сигнализатор, оснащенный клапаном отсекателем, не просто фиксирует аварийную ситуацию, но и самостоятельно принимает меры по ее устранению. Клапан останавливает подачу газа, если образовался его избыток в окружающем воздушном пространстве. Это гарантирует дополнительную безопасность, например, при отсутствии хозяев в квартире, где произошла утечка.

    Схема работы сигнализатора утечки в паре с клапаном отсекателем подачи

    Схема работы сигнализатора утечки в паре с клапаном отсекателем подачи

    Для бытового применения используются электромагнитные клапаны и устройства, управляющиеся с помощью электрического импульса. Все они находятся в одной электрической цепи с сигнализатором газа. В случае тревожной ситуации от датчика на клапан поступает электрический сигнал. В электромагнитном клапане при замыкании цепи мгновенно срабатывает механизм перекрывающий вход в трубопровод подачи газа. В клапане, работающем от электрического импульса, сигнал поступает на электромагнитную катушку, сердечник которой своим движением, согласно физическому закону из области электромагнитной индукции, воздействует на механизм закрывающий клапан.

    Датчик утечки газа с клапаном

    Датчик утечки газа с клапаном

    GSM контроль утечки газа

    Мобильный телефон непременный атрибут любого человека, включая даже младших школьников. Если датчик утечки газа привязать к системе GSM сигнализации, то на мобильный телефон будут приходит SMS-сообщения о наличии неисправностей в работе трубопровода подачи газа. Не зависимо от местонахождения, будучи в курсе состояния дел, все по тому же мобильному телефону можно сделать звонки или провести удаленные действия, корректирующие положение дел в создавшейся ситуации.

    Возможности GSM сигнализации

    Возможности GSM сигнализации

    Рекомендации по установке

    Свойства газов скапливаться под потолком или оседать ближе к полу, в зависимости от их плотности по отношению к воздуху, влияют на местоположение датчиков утечки. Это основной фактор, на который следует обращать внимание при их установке. Прибор должен обязательно находиться в местах скопления газов. Природный газ при утечке стремится подняться вверх, а пропан-бутановая смесь опускается на самое дно помещения. Поэтому датчики, предназначенные для контроля метана, располагаются недалеко от потолка, а повышенную концентрацию пропана эффективно обнаружат сигнализаторы, расположенные близко к поверхности пола.

    Схема размещения датчиков для контроля утечек в в помещении с газовой плитой

    Схема размещения датчиков для контроля утечек в в помещении с газовой плитой

    Кроме выбора местоположения по вышеназванной основной причине необходимо придерживаться и других важных правил.

    • Сигнализаторы газа не следует монтировать рядом с газовым оборудованием. Открытый огонь газовой плиты будет искажать показания датчика.
    • Датчик не следует устанавливать в помещениях, в которых загазованность может создаваться применением различных бытовых аэрозолей и других быстро испаряющихся жидкостей типа нашатырного спирта.
    • Результаты показаний сигнализатора газа будут далеки от реальных при размещении его рядом с устройствами, создающими циркуляцию воздуха: окнами, дверьми, системами вентиляции и кондиционирования, другими подобными.
    • В местах установки датчиков должен быть обеспечен нормальный воздухообмен, поэтому установка в закрытом пространстве не позволит правильно оценить концентрацию исследуемого газа.
    • Непосредственно на газовом оборудовании приборы контроля утечки газа размещать недопустимо.

    Несоблюдение вышеуказанных рекомендаций может свести на нет все функциональные возможности даже самых совершенных сигнализаторов газа.

    Установка датчиков — добровольное или обязательное мероприятие?

    Как показала практика, утечка газа приводит к серьезным трагедиям с жертвами и большими материальными потерями. При чем, в числе потерпевших в многоквартирных домах оказываются люди, у которых система подачи газа находилась в нормальном состоянии. Государственные органы не могли оставаться в стороне и начали выдвигать законодательные инициативы, в том числе по предупреждению возникновения критических ситуаций с помощью технических средств.

    Однако до сих пор обязательной установки системы контроля за утечкой газа, элементом которой являются специальные сигнализаторы в Жилищном кодексе не прописано. В ранее построенных многоквартирных домах на выполнение этих мероприятий потребуются несоизмеримо большие финансовые затраты. Ограничились тем, что при проектировании систем газопотребления во вновь возводимых жилых домостроениях требуется закладывать в документацию места, оборудованные датчиками утечки газа.

    Основные рекомендации по эксплуатации

    Установка или не установка приборов контроля за утечкой газа отдана на решение собственника жилья. Часть из них понимает, что наличие таких приборов в квартире необходимое условие для обеспечения безопасности жизни. Однако датчик будет эффективно определять утечку газа при правильном уходе за ним.

    Следует регулярно протирать с него пыль с помощью салфеток. Работоспособность датчика периодически тестировать, например, с помощью газа из зажигалки. Если он работает в связке с клапаном отсекателем, проверять его срабатывание. Не следует забывать возвращать клапан в рабочее положение после тестирования.

    Видео по теме

    Facebook

    Twitter

    Мой мир

    Вконтакте

    Одноклассники

    Pinterest

    Хорошая реклама

    Типы сигнализаторов загазованности | Энергоматика

    07.10.2015

    1. По месту использования

    Все газосигнализаторы условно можно поделить на два типа: промышленные и бытовые.

    Промышленные сигнализаторы газа представляют собой сложные устройства, в которые входят несколько датчиков, обеспечивающих контроль различных параметров в воздухе, а также пульт управления, на которые и приходят сигналы об изменении концентрации.

    При возникновении предаварийной ситуации система контроля загазованности автоматически перекрывает подачу газа. К этому типу сигнализаторов газа относят, например, модульную систему автоматического контроля загазованности САКЗ-МК и систему аварийного отключения газа СОАГ. 

    Бытовые аппараты устроены проще и настроены на измерение концентрации газов, наиболее часто используемых в быту, а именно: метан, пропан и окись углерода (угарный газ).

    Следует учесть, что для помещения с печным отоплением достаточно датчика, настроенного только на выявление окиси углерода (сигнализатор оксида углерода «Буг»). При наличии же газоотопительного оборудования необходимо использовать комбинированные датчики, способные осуществлять контроль за показателями как угарного, так и горючего газа (сигнализатор загазованности «Электроника»).

    Современные бытовые сигнализаторы загазованности в своём большинстве имеют электромагнитный клапан-отсекатель газа, релейный выход для подключений дополнительного устройства (например, вытяжной вентилятор), а также возможность работы от автономного источника питания.

    2. По режиму работы

    Определители загазованности могут быть двух типов: с постоянным режимом работы и периодическим.
    Постоянный режим предусматривает непрерывный автоматический контроль содержания газов в воздухе помещения (например, система индивидуального контроля загазованности).

    В то время как контроллеры с периодическим режимом находятся в рабочем состоянии либо четко настроенный временной промежуток (допустим, с 9.00 до 18.00), либо включаются на время пользования газовыми приборами (плита, колонка, бойлер, котёл).

    3. По виду используемых датчиков

    В зависимости от используемых датчиков газосигнализаторы условно делятся на:

    • оптические;
    • химические;
    • термокаталитические.

    Сигнализаторы первого типа отличаются повышенной устойчивостью к отравляющим веществам, следовательно, имеют устойчивую чувствительность, стабильность. Их можно перенастраивать под конкретный вид газа. Главное же преимущество – практически неограниченная область применения и «вечный» срок службы. Однако цены на такого рода сигнализаторы являются наиболее высокими.

    Стоимость сигнализаторов загазованности с химическими датчиками значительно ниже. Но срок службы прибора ограничен количеством взаимодействий химического реагента с контролируемым веществом. Иначе говоря, чем чаще срабатывает сигнализатор, тем меньше срок его службы. Датчики подобного типа характеризуются высокой степенью избирательности, что в некоторых случаях является их неоспоримым преимуществом.

    Термокаталитические сигнализаторы являются «классикой жанра». Они относительно дешевые, взаимозаменяемы в многоканальных системах измерения, имеют достаточно высокую чувствительность. Однако они неселективны (не могут определить тип газа), выходят из строя при высокой концентрации отравляющих веществ, потребляют значительное количество электроэнергии, требуют постоянной поверки, служат недолго (до 3-х лет) и при этом могут работать только в строго определённых температурных рамках (от -10 до +50). 

    Принципы работы оксигенатора: газообмен, теплопередача и работа

    ВВЕДЕНИЕ

    С начала 1950-х годов, когда впервые началась разработка аппарата искусственного кровообращения, произошла огромная эволюция устройств и оборудования для поддержки сердца (1 , 2). Однако, несмотря на разнообразие конструкций на протяжении многих лет, все они содержат три основных компонента: механизм циркуляции крови, метод газообмена на кислород и углекислый газ и некоторый механизм контроля температуры.В главе 2 был рассмотрен первый важный компонент, а теперь мы сосредоточимся на двух последующих элементах: газообмене и теплопередаче. И хотя его называют «оксигенатором», мы должны признать, что он отвечает за перемещение как кислорода внутрь, так и углекислого газа наружу. Обсуждение начнется с базового обзора принципов физики, а затем мы применим эти принципы к устройствам, используемым специально для экстракорпоральной поддержки, включая сердечно-легочный обход (CPB) и экстракорпоральную мембранную оксигенацию (ECMO).
    По мере прохождения этой главы вы можете заметить, что торговых наименований и названий производителей мало. Автор намеренно избегает их использования. Основная цель заключалась в том, чтобы сосредоточить внимание на физиологии, физике и химии оксигенатора и теплообменника, а также подчеркнуть тот факт, что существует большое количество производителей, производящих множество продуктов, которые, как было доказано, работают очень хорошо. Несмотря на то, что мы стали свидетелями значительных улучшений в процессе перехода от пузырьковых оксигенаторов к мембранным и полым волоконным оксигенаторам, существует мало данных, свидетельствующих об окончательном превосходстве одного продукта над другим в пределах одного класса, например, оксигенаторов из полого волокна из полипропилена.Фактически, многие сравнения продемонстрировали лишь незначительные различия, которые имеют минимальное влияние на клиническую практику (3). Это включает в себя множество различных покрытий, которые мы обсудим, используя общие химические названия. Время от времени мы приводили ссылки, в которых конкретно сравнивались различные продукты, такие как покрытия биосовместимости, но не будем включать эту информацию в текст. Поступая таким образом, нам будет легче устранить любую коммерческую предвзятость, и мы надеемся предложить читателю лучшее понимание принципов и функциональности устройств, чтобы они могли сами оценить доступные коммерческие варианты и выбрать продукты, которые наилучшим образом соответствуют их потребностям. о приложениях, доступности, запасах прочности, стоимости и послужном списке.

    ФИЗИКА ГАЗООБМЕНА

    Движение молекул кислорода (O2) и углекислого газа (CO 2 ) между воздухом и кровью через биологический или синтетический барьер регулируется несколькими конкретными законами физики. Сначала мы рассмотрим принципы этих законов, а затем обсудим их прямое применение к естественным процессам в легких человека, а также нашу попытку имитировать естественный процесс с помощью различных устройств и методов.

    Закон Дальтона (Джон Дальтон, 1801):

    Общее давление смеси газов равно сумме парциальных давлений всех отдельных газов в этом объеме.На уровне моря это должно быть 760 мм рт.

    Первый закон диффузии Фика (Адольф Фик, 1855):

    В этой математической формуле J представляет собой диффузионный поток или количество вещества (например, O2), перемещаемого на единицу площади за единицу времени. D, коэффициент диффузии, является константой для конкретного барьера в зависимости от его состава и т. Д. Его также называют «коэффициентом диффузии», и предыдущий отрицательный знак просто делает поток J положительным, когда движение идет вниз по градиенту концентрации.Коэффициент диффузии определенных молекул газа через биологические мембраны, такие как альвеолы, может изменяться относительно быстро из-за воспаления, отека или повреждения, которые могут изменить характеристики мембраны. Однако он должен быть постоянным для синтетических барьеров, таких как мембранные оксигенаторы, на которые влияют только значительные изменения температуры и давления (или, по крайней мере, до тех пор, пока он не будет помещен в биологическую среду, когда на него может повлиять свертывание и т. Д.). Концентрация вещества представлена ​​буквой φ, а длина — x.В целях обсуждения переноса газа через мембраны первый закон диффузии Фика говорит нам, что движение O 2 и CO 2 через барьер будет происходить в направлении от более высокой к более низкой концентрации (парциальное давление) с величина, которая пропорциональна градиенту и пропорциональна вовлеченной площади, и обратно пропорциональна
    коэффициенту диффузии или «коэффициенту диффузии». Проще говоря, диффузия газа происходит быстрее, когда градиент через мембрану выше, и «более тонкий» барьер позволяет диффузию газа в большей степени, чем «более толстый», в то время как барьер такой же «толщины», но гораздо большей площади поверхности допускает большее газ диффундировать в тот же промежуток времени.

    Закон Грэма (Thomas Graham, 1848):

    Скорость диффузии газа обратно пропорциональна квадратному корню из его молекулярной массы.

    Закон Генри (Уильям Генри, 1803):

    Количество газа, которое может раствориться в объеме жидкости, прямо пропорционально парциальному давлению газа в этой жидкости. Математически, где p — парциальное давление конкретного газа, c — концентрация растворенного газа, а kH — константа для конкретного газа в конкретном растворе; например, kH для O2, растворенного в воде при 298 K, составляет 769.2 л атм / моль. Именно этот принцип позволяет пузырькам газа выходить из раствора в крови во время разгерметизации, как когда аквалангисты получают «повороты» из-за слишком быстрого всплытия во время погружения. Закон Генри позволяет большему количеству газов, вдыхаемых на глубине под гораздо более высоким парциальным давлением из-за окружающей воды, растворяться в крови, особенно при более длительных периодах воздействия. Если дайвер быстро всплывает до того, как легкие смогут постепенно вытеснить поглощенный газ, тогда избыточный газ образует пузырьки воздуха в крови, которые ответственны за симптомы и повреждение органов при декомпрессионной болезни, также известной как «изгибы» или кессон. болезнь.

    РИСУНОК 3.1. Параллельный поток против противотока. Повышенный перенос происходит из-за движения по всей системе с противотоком, а не из-за максимального равновесия 50:50, достигаемого при одновременном потоке.

    Принцип противоточного обмена

    При наличии двух параллельных трубок, заполненных жидкостью или газом, разделенных мембраной с некоторой степенью проницаемости для компонентов этой жидкости или газа, обмен молекулами или частицами через барьер больше эффективен, если движения жидкостей противоположны по направлению.В теоретическом примере с легко диффундирующим газом G, который мы хотим переместить из одной системы в другую посредством диффузии, мы предположим, что концентрация G в том, что мы будем называть «донорной» системой, составляет 100%, и что там — нулевое количество G на «принимающей» стороне системы (рис. 3.1). Если две системы движутся параллельно (одновременно), то на входе концентрации составляют 100% и 0%. По мере продвижения двух систем происходит постоянная диффузия G через барьер с уменьшением концентрации G на донорной стороне и увеличением концентрации на принимающей стороне.Постепенно концентрации изменяются на 90%: 10%, 80%: 20% и так далее, пока не будет достигнуто равновесие 50%: 50%. Продолжение движения по дополнительной длине трубки не обеспечивает дополнительного обмена G в принимающую систему, и конечный результат на участке выхода остается 50%. Если мы теперь изменим направление одной из систем так, чтобы донорная и реципиентная системы текли в противоположных направлениях (противоток), движение G может происходить по всей длине системы, потому что градиент, приводящий к диффузии, может сохраняться. .Если системы имеют достаточную длину, концентрация G может потенциально достигать 100% в месте его выхода, непосредственно рядом с входной стороной донорной системы
    , где концентрация также составляет 100%. Таким образом, равновесие достигается на 100%, а не на 50%. Газообмен через жабры рыб — пример естественного биологического применения этого эффективного принципа противоточного обмена. Противоточный обмен применяется не только к передаче газов, как в примере, но в равной степени к перемещению веществ между жидкостями, газом и жидкостью, а также к передаче тепла между двумя жидкостями (жидкостями или газами).

    КИСЛОРОДЫ ДЛЯ ЭКСТРАКОРПОРАЛЬНОЙ ПОДДЕРЖКИ

    Базовая конструкция оксигенатора

    Естественный процесс газообмена в легких включает направление крови в мелкие капилляры, прилегающие к тонкостенным альвеолам, содержащим вдыхаемый воздух, так что кислород может диффундировать, а углекислый газ может диффундировать out, основываясь на принципах диффузии в законе Фика, изложенном выше. Размер капилляров таков, что клетки перемещаются по существу по одной, чтобы обеспечить максимальное воздействие и время для газообмена.Большая площадь респираторной поверхности нормального легкого человека обеспечивает чрезвычайно эффективный обмен большого объема O2 и CO 2 . Соответствующий обмен действительно требует эффективного движения воздуха в альвеолы ​​и из них через одни и те же проходы, что создает возможность проблем с вентиляцией мертвого пространства.

    При разработке эквивалента искусственного легкого, который будет использоваться в течение коротких периодов времени во время CPB, необходимо учитывать множество факторов, которые часто играют друг против друга.Например, наличие очень большой площади поверхности максимизирует возможность газообмена, но затем также увеличит размер устройства и, следовательно, объем заливки, необходимый для его заполнения, а также связанные с ним потребности в гемодилюции и потенциальной трансфузии. Имитация естественного легкого с крошечными «капиллярными» кровеносными проходами также максимизирует эффективность обмена, но при этом создаст чрезвычайно высокое сопротивление внутри мембраны, требующее очень большой площади поверхности и приводящее к большему напряжению сдвига, гемолизу и т. Д. .Таким образом, разработка идеального устройства для газообмена была построена на ряде компромиссов между преимуществами и недостатками доступной площади поверхности, сопротивления потоку, размера, объема заливки, способности к диффузии, утечки плазмы и биосовместимости.

    Измерения производительности и возможностей оксигенаторов

    В попытке создать отраслевые стандарты для сравнения возможностей оксигенаторов Ассоциация по развитию медицинского оборудования ранее разработала набор стандартов для оксигенаторов.Однако надежность этих стандартов была подвергнута сомнению, поскольку в них не учитывалось влияние изменчивости условий на входе, которое влияет на изменчивость переноса газа. Впоследствии было показано, что улучшение газообмена в некоторых устройствах может быть продемонстрировано путем изменения условий, при которых оценивались оксигенаторы (4,5,6). Несмотря на непринятие этих стандартов, существует серия измерений, которые помогают определить физические и функциональные возможности оксигенаторов.Как упоминалось ранее, заправочный объем — это объем жидкости (кристаллоида или крови), необходимый для заполнения фазы крови устройства, включая любой встроенный теплообменник. Это также может включать некоторый минимальный уровень в резервуаре в зависимости от устройства и производителя. Производители также предоставляют минимальные и максимальные рабочие объемы для своих конкретных устройств. Способность оксигенатора насыщать кровь кислородом выражается в эталонном потоке кислорода, который определяется как скорость потока цельной крови при нормотермии, с нормальным гемоглобином (12 г / дл), с нулевым базовым избытком, который будет увеличить содержание кислорода в венозной крови с насыщением кислородом 65% на 45 мл / л потока.Аналогичные измерения способности устройства удалять CO 2 выражаются в эталонном потоке крови по диоксиду углерода. Также предоставляется индекс гемолиза для устройства, выраженный как количество свободного гемоглобина / 100 см3 крови, прокачиваемое через оксигенатор во время теста in vitro. Наконец, номинальный поток или эталонный поток — это максимальный рекомендуемый поток для достижения адекватного газообмена, и он равен самому низкому потоку среди эталонного потока кислорода, эталонного потока крови по диоксиду углерода, максимального рекомендованного производителем потока или 8 л / мин ( 7).

    Оксигенаторы с прямым контактом (пузырь, грохот, вращающийся диск, барабан)

    Не повторяя историю разработки оксигенаторов раннего поколения, описанную в предыдущих главах этой книги, мы обсудим только физиологические концепции газообмена, где это прямой контакт крови с газовой фазой, а не особенности конструкции различных ранних машин. Во всех устройствах кровь из тела пациента поступала в машину и в какой-то момент непосредственно смешивалась с газовой смесью, состоящей в основном из кислорода, в виде очень маленьких пузырьков, образующихся с помощью нескольких механизмов, часто с использованием устройства, называемого барботером, которое генерировало пузырьки газа (8).Каждый пузырек обеспечивал площадь поверхности в крови для газообмена. Размер пузырьков стал очень важным, поскольку доступная площадь поверхности для газообмена обратно пропорциональна диаметру пузырьков: меньшие пузырьки обеспечивали большую площадь поверхности и более эффективный перенос кислорода. Однако, если пузырьки были слишком маленькими, быстрое увеличение натяжения CO 2 ограничивало количество удаления CO 2 , которое было возможным. Постепенно производители определили пузырьки надлежащего размера, которые обеспечили бы идеальный респираторный коэффициент для системы около 0.8 (Выведение CO 2 : поглощение O2). Как только пузырьки образуются и смешиваются с венозной кровью, у смеси есть достаточно времени для передачи кислорода непосредственно молекулам гемоглобина в крови (очень небольшая часть переходит в раствор). Одновременно CO 2 покидает раствор и входит в пузырьки, выходя из верхней части устройства или в сепаратор. По мере продвижения крови любые остаточные пузырьки будут постепенно сливаться и отфильтровываться из крови, прежде чем она будет возвращена
    пациенту.Одним из самых больших препятствий для этой конструкции было образование пены в результате аэрации крови, и для минимизации этой проблемы использовались различные пеногасители и конструкции. Основным преимуществом был очень эффективный газообмен, обеспечиваемый прямым контактом. Однако такое же прямое воздействие также серьезно повредило клеточные компоненты крови при использовании в течение длительных периодов времени. Другим преимуществом является очень низкий перепад давления или сопротивление конструкции пузырькового оксигенатора, поскольку не было необходимости направлять кровь через небольшие трубопроводы, примыкающие к газовой фазе, для обмена O2 и CO 2 , как в мембране.Движущей силой венозной крови был просто гидростатический столб, и его движению вверх во время газообмена способствовали поднимающиеся пузырьки. Большой размер и емкость устройств означали, что они также могут служить венозными резервуарами системы.

    Несмотря на физиологическую простоту пузырьковых оксигенаторов и других устройств прямого контакта, стоимость и сложность установки, наряду с ограничениями, вызванными прямым повреждением крови, делали ее менее практичной для более длительных или более сложных кардиологических операций и привели к к разработке более сложных оксигенаторов.

    Мембранные оксигенаторы

    В ранних конструкциях газообменных устройств были испытаны многие различные материалы, включая керамику, пластмассы, резину и ряд синтетических продуктов, таких как целлюлоза, полиэтилен и тефлон. За это время было получено большое понимание механизмов газообмена через мембранный оксигенатор (9). Однако первый широко применяемый клинический оксигенатор, который полностью исключил прямой контакт фаз крови и газа, что сделало его настоящим мембранным оксигенатором, был разработан Колобоу и его коллегами (10,11).Преимущества предлагаемой новой мембраны заключались в разделении крови и газа, уменьшении повреждений и тромбозов, наблюдаемых при использовании пузырьковых оксигенаторов (12), а также в уменьшении газовых эмболов (13). Кроме того, с новыми оксигенаторами кровь больше не выталкивалась вверх движущимися пузырьками газа, а прокачивалась через мембрану независимо от потока газа, что позволяло отдельно регулировать скорость и состав газовой фазы для управления O2 и CO 2 обмен. Мембрана была сконструирована в виде длинной катушки из листа силиконового полимера, который полностью разделял газовую и кровяную фазы.Газообмен был не таким эффективным, как через другие материалы, поскольку кислород должен был по существу диффундировать в фазу силиконового полимера, а затем диффундировать в кровь, с тем же процессом, обратным для диоксида углерода. Таким образом, требовались гораздо большие площади поверхности и одновременно большие объемы заливки. Мембрана также имела относительно высокое сопротивление или падение давления от входа до выхода фазы крови. Мембрана обладала приемлемой биосовместимостью, требующей значительной антикоагуляции, и было признано, что она стимулирует фибринолитическую систему, а также было обнаружено, что она поглощает большие количества определенных лекарств, что часто затрудняет достижение терапевтических уровней.Однако, в отличие от других синтетических пластиков, используемых для клинических оксигенаторов, в первую очередь полипропилена, силиконовая мембрана оставалась практически непроницаемой для белков плазмы и часто могла использоваться в течение недель без сбоев, что делало ее идеальной для долгосрочной поддержки, такой как ЭКМО. В операционной, где оксигенатор должен был работать всего несколько часов и где утечка плазмы и отказ оксигенатора были менее серьезными проблемами, большой размер и объемы заправки делали его гораздо менее практичным, чем другие доступные варианты.

    Микропористые оксигенаторы

    В отличие от больших и менее эффективных оксигенаторов с силиконовыми мембранами, так называемые микропористые оксигенаторы с полыми волокнами были разработаны специально для нужд операционной, где кратковременное использование небольших устройств, требующих малых объемов заливки и низкого сопротивления, было очень выгодно. Подавляющее большинство оксигенаторов были изготовлены из полых волокон полипропилена, хотя в некоторых использовались листы полипропилена, в которых микропоры размером менее 1 мкм создаются в процессе нагрева и растяжения материала.Газ движется через мелкие волокна, окруженные кровью, движущейся противотоком. После контакта с кровью поры в волокнах покрываются белками плазмы, через которые могут проходить молекулы газа, но через которые белки плазмы и вода не проходят из-за поверхностного натяжения крови. Со временем поры в конечном итоге пропускают компоненты плазмы через поры в газовую фазу, что называется утечкой плазмы. Обычно это занимает несколько часов или даже дней, что намного больше, чем требуется для поддержки CPB; поэтому это обычно не имеет клинического значения, за исключением случаев, когда эти мембраны используются для долгосрочной поддержки, такой как ЭКМО.В таких случаях требуется очень тщательный мониторинг функции оксигенатора и частая замена оксигенатора.

    Хотя цель оксигенатора — имитировать функцию нативного легкого, обеспечивая достаточную подачу кислорода и удаление углекислого газа, воспроизвести структуру легкого невозможно. Газовый поток движется через оксигенатор, а не входит и выходит из дыхательных путей, что дает некоторое преимущество для эффективности оксигенатора, возможно, компенсируя тот факт, что оксигенатор не может начать воспроизводить легочную модель газообмена.Богатый кислородом воздух проникает в альвеолы ​​с вдохом и некоторое время находится в массивной области респираторной поверхности, которой является легкое. Рядом с миллионами альвеол находится такое же количество крошечных капилляров, настолько маленьких, что красные кровяные тельца (эритроциты) выстраиваются один за другим, чтобы пройти через них, выполняя необходимый обмен молекулами газа. Оксигенаторы из полого волокна не могут конкурировать с такой эффективной системой. Однако с дополнительным пониманием гидродинамики и газообмена инженеры смогли разработать удивительно эффективные устройства, компенсируя недостатки дополнительными достоинствами.Это включает в себя чрезвычайно сложную физику гидродинамики, которая была подробно объяснена в другом месте (14) и которую мы попытаемся упростить здесь для применения оксигенаторов. Ранее мы отмечали, что наименьший возможный конструктивный путь для крови все еще в
    более 100 раз превышает размер капилляров, и если его уменьшить, сопротивление становится недопустимым для целей экстракорпоральной поддержки. Это компенсируется увеличением длины кровотока более чем в 1000 раз.Таким образом, вместо того, чтобы каждая клетка кратковременно проходила через отдельную альвеолу, теперь у нас есть большее количество крови, проходящей через более широкие, но очень большие расстояния, чтобы создать более эффективную площадь поверхности для газообмена. Поскольку кровь представляет собой вязкую жидкость, скорость потока внутри оксигенатора не везде одинакова. И хотя на самом деле газ течет внутри микроволокон, а кровь вокруг них, давайте рассмотрим движение крови, как если бы она была в трубке, чтобы лучше понять динамику жидкости и ее влияние на газообмен.Внутри «трубки» скорость крови меняется: самый быстрый поток в центре, а окружающая кровь движется с постепенно уменьшающимися скоростями по мере того, как она удаляется от центра и приближается к внешнему краю, который был бы границей раздела с газовая фаза. В этот момент скорость теоретически равна нулю, а центральный поток максимален. На границе раздела с нулевой скоростью образуется пограничный слой, в котором происходит диффузия кислорода через мембрану. Поскольку растворимость кислорода в жидкой части крови очень низкая, большая часть диффузии происходит на границе раздела или рядом с ним на гемоглобин в крови вблизи пограничного слоя.Распространение дальше в поток труднее из-за расстояния. Если длина кровеносного пути короткая и поток является абсолютно ламинарным, то к гемоглобину в центральном потоке крови попадет очень мало кислорода или вообще не будет. Однако поток не является ламинарным, и турбулентность нарушает слои градиента скорости и увеличивает вихревые токи и перемешивание. В этом случае это очень желательно, чтобы увеличить способность кислорода диффундировать к более доступным молекулам гемоглобина.Эта проблема также может быть решена путем увеличения длины пути прохождения крови и времени пребывания, но это резко увеличит площадь поверхности, размер оксигенатора и, следовательно, основной объем. Другое решение могло бы заключаться в уменьшении ширины пути прохождения крови, уменьшении расстояния между границей раздела и центральным потоком, но, как указывалось ранее, это могло бы значительно увеличить сопротивление потоку до непрактичного уровня. Пропуская газ через волокна вместо крови, сопротивление намного ниже и обеспечивает соответствующий контакт для газообмена.Газосодержащие микроволокна размещены нелинейным образом с рядом мягких изгибов и поворотов, создающих турбулентность и повышенное перемешивание, но не настолько, чтобы увеличивать напряжение сдвига и вызывать повреждение эритроцитов. Дополнительные вентиляторы или небольшие лопасти помещаются в фазу крови для достижения того же эффекта, который известен как «вторичный поток» (15).
    В отличие от кислорода, углекислый газ гораздо лучше растворяется в крови, где он быстро превращается в бикарбонат. Дополнительные молекулы CO 2 транспортируются на аминогруппах белков плазмы, включая гемоглобин, что делает выведение CO 2 гораздо менее проблематичным, чем доставка кислорода (рис.3.2 и 3.3).

    РИСУНОК 3.2. Типичная открытая система для взрослых, показывающая резервуар для кардиотомии (A), складную венозную сборную камеру (B) и комбинированный полипропиленовый оксигенатор и теплообменник (C).

    «Плазмонепроницаемые» оксигенаторы с полыми волокнами

    В 2008 году первый оксигенатор из полых волокон на полиметилпентене (PMP) был одобрен Управлением по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) для использования в США для экстракорпоральной поддержки.Хотя оксигенаторы PMP использовались в Европе в течение многих лет, их внедрение в Соединенных Штатах стало важным новым инструментом для долгосрочной экстракорпоральной поддержки. Как и предшественник полипропилена, оксигенаторы PMP обладали очень эффективным газообменом, малой площадью поверхности и объемом заливки, превосходной биосовместимостью и очень низким сопротивлением кровотоку. Однако полые волокна PMP были действительно непористыми, вместо того, чтобы быть покрытыми очень тонкой мембраной, которая обеспечивала эффективный газообмен без возможной утечки плазмы, хотя сообщалось о редких случаях (16).Хотя это мало что изменило в операционной, оно произвело революцию в поддержке ЭКМО в этой стране и во всем мире, предоставив маломощный, биосовместимый и эффективный оксигенатор с низким уровнем сопротивления, который можно было использовать в течение нескольких дней или недель подряд (рис. . 3.4). Единственный недостаток этих оксигенаторов, который автор отметил по сравнению с ранее применявшимися силиконовыми мембранами
    , — это скорость, с которой они выходят из строя при тромбозе. Несмотря на то, что стимул для коагуляции, кажется, меньше у PMP и его различных покрытий, поскольку площадь поверхности и объем настолько малы, когда тромбоз инициируется, он может прогрессировать чрезвычайно быстро, вызывая относительно внезапный отказ оксигенатора.Это становится чрезвычайно важным в свете тенденций в поддержке ЭКМО и стремления к более простой, более «автоматизированной» и компактной системе, которая привела к меньшему мониторингу до- и постмембранного давления и меньшему внимательному наблюдению со стороны опытного персонала. С этим приходит меньше предупреждений о потенциальных проблемах и, возможно, меньше запаса прочности для предотвращения внезапного и потенциально катастрофического отказа системы.

    РИСУНОК 3.3. Миниатюрный педиатрический контур для младенцев с венозным резервуаром (A) и полипропиленовым оксигенатором / теплообменником (B).Также показаны роликовый насос (C) и гемофильтр (D).

    Резервуары

    Системы для CPB также включают некоторую форму резервуара — либо мягко складывающееся устройство, либо твердый контейнер, который выполняет ряд функций, или некоторую комбинацию (см. Рис. 3.2 и 3.3). Основная функция — регулирование объема и обеспечение насоса постоянным источником крови для доставки пациенту, даже если имеется временное прерывание венозного возврата от пациента, намеренное или непреднамеренное.Резервуар делают достаточно большим для полного обескровливания объема крови пациента в случае глубокой гипотермической остановки кровообращения. После попадания в резервуар кровь проводит там короткое время, позволяя любым пузырькам, которые могли попасть в резервуар, подняться наверх, так как кровь затем сливается со дна резервуара и затем прокачивается через оксигенатор и теплообменник. . Этот временный застой очень полезен для удаления воздуха из крови, особенно при использовании аспирационных устройств, которые возвращают пролитую кровь непосредственно обратно в насос, но также является причиной того, что CPB требует более высокого уровня антикоагуляции (обычно время свертывания активируется более 400 секунд) по сравнению с контурами ЭКМО, которые не имеют резервуара, имеют минимальные области застоя и могут работать с гораздо более низкими уровнями антикоагуляции.Но поскольку в контурах ЭКМО нет резервуара (кроме небольшого серворегулятора или камеры податливости), их дальнейшее функционирование полностью зависит от стабильного и непрерывного поступления венозного возврата от пациента. Существуют дополнительные устройства безопасности, такие как артериальные фильтры (которые теперь могут быть встроены в сам оксигенатор) и детекторы пузырьков, но они будут обсуждаться более подробно в главе 23. Системы ЭКМО являются «закрытыми», поскольку в них нет резервуаров. ; поэтому каждый кубический сантиметр крови, который закачивается пациенту, должен быть заменен кубическим сантиметром, поступающим в венозную возвратную сторону.Хотя многие системы действительно имеют очень маленькие складные отсеки, используемые либо в качестве серворегуляторов для роликовых насосов, либо в качестве камер соответствия
    , чтобы минимизировать кавитацию воздуха из-за высокого отрицательного давления, создаваемого центробежными насосами, они не являются резервуарами и не имеют емкости для хранения или объем подачи крови. Однако это также устраняет большую часть застоя крови в системе и является причиной того, что ЭКМО может работать при значительно более низких уровнях антикоагуляции по сравнению с CPB.

    РИСУНОК 3.4. Оксигенатор из полиметилпентена с комбинированным внутренним теплообменником, обычно используемый для долгосрочной поддержки (ECMO).

    Работа оксигенатора

    Аппарат искусственного кровообращения обычно контролируется перфузиологом, который отвечает за обеспечение адекватной доставки кислорода ко всем тканям и органам тела в течение периода поддержки. Точно так же контур ЭКМО поддерживается персоналом, который выполняет аналогичные роли на долгосрочной основе.Это включает в себя все три тесно взаимосвязанных компонента поддержки: насос, оксигенатор и контроль температуры. Обеспечение адекватного потока насоса эквивалентно естественному сердечному выбросу. Контролируемое переохлаждение приводит к защитному эффекту во время поддержки или после острой ишемии / гипоперфузии за счет снижения метаболических требований. А адекватный газообмен обеспечивает необходимый кислород тканям (при условии адекватного потока и адекватной пропускной способности кислорода гемоглобином), а также удаление углекислого газа.Движение O2 и CO 2
    Только золотые участники могут продолжить чтение. Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы продолжить

    Связанные

    .

    Что такое реле Бухгольца? — Определение, конструкция, принцип работы, действие и ограничения

    Определение : Реле Бухгольца защищает трансформатор от внутренних повреждений . Это газовое реле . Реле Бухгольца размещается между основным баком и расширителем. Такой тип реле используется в трансформаторе номиналом более 500 кВА. Он не используется в небольших трансформаторах по экономическим причинам.

    Принцип работы реле Бухгольца

    Когда неисправность происходит внутри трансформатора, температура масла увеличивается. Масло испаряется в виде газа. Образование газа зависит от величины неисправности внутри трансформатора. Внутренний отказ происходит в трансформаторе либо из-за пробоя изоляции между обмоткой, либо из-за слабого начального контакта обмотки.

    buchholz-relay Повреждение вызывает дугу, повышающую температуру газа.Масло испаряется и движется вверх. Реле Бухгольца обнаруживает неисправность и подает сигнал тревоги персоналу. Трансформатор отключен от сети для обслуживания.

    Конструкция реле Бухгольца

    Реле Бухгольца имеет два шарнира, которые размещены в металлической камере. Эта металлическая камера соединена трубкой между расширителем и основным резервуаром.

    Один из шарниров размещается в верхней части металлической камеры вместе с ртутным переключателем.Этот ртутный переключатель используется для включения сигнализации. Другой поплавок размещен в нижней части металлической камеры вместе с ртутным выключателем. Ртутный выключатель используется для срабатывания цепи отключения.

    buchholz-relay-2 Работа реле Бухгольца

    Внутренняя неисправность трансформатора вызывает дугу внутри основного резервуара. Масло трансформатора начинает нагреваться из-за теплового воздействия. Газ движется вверх, и некоторые из его паров собираются в верхней части основного резервуара.Из-за испарения уровень масла в баке трансформатора начинает снижаться.

    Ртутный выключатель, расположенный внутри металлической камеры, срабатывает, и реле подает сигнал тревоги для персонала. Питание трансформатора становится закрытым, и он отключается от системы для обслуживания. Реле имеет контрольный кран, который используется для сброса давления в камере.

    Когда серьезное повреждение происходит внутри трансформатора, нижний ртутный выключатель, расположенный внутри металлической камеры, слегка наклоняется, из-за чего цепь отключения замыкается.Таким образом, трансформатор отключается от главной цепи.

    Ограничения реле Бухгольца

    Ниже перечислены недостатки реле Бухгольца.

    1. Реле используется только в масляном трансформаторе.
    2. Он может обнаружить неисправность только ниже уровня масла.
    3. Это реле не защищает соединительные кабели. Следовательно, для кабелей используется отдельная защита.
    4. Время отклика реле высокое.

    Минимальное время срабатывания реле 0.1 секунда.

    .

    Что такое емкостный преобразователь? — Определение, принцип, преимущества, недостатки и применение

    Определение: Емкостной преобразователь используется для измерения смещения, давления и других физических величин. Это пассивный преобразователь, поэтому для работы ему требуется внешнее питание. Емкостной преобразователь работает по принципу переменной емкости. Емкость емкостного преобразователя изменяется по многим причинам, таким как перекрытие пластин, изменение расстояния между пластинами и диэлектрическая проницаемость.

    Емкостной преобразователь содержит две параллельные металлические пластины. Эти пластины разделены диэлектрической средой, которая представляет собой воздух, материал, газ или жидкость. В обычном конденсаторе расстояние между пластинами фиксировано, но в емкостном преобразователе расстояние между ними варьируется.

    Емкостной преобразователь использует электрическую величину емкости для преобразования механического движения в электрический сигнал. Входная величина вызывает изменение емкости, которая напрямую измеряется емкостным преобразователем.

    Конденсаторы измеряют как статические, так и динамические изменения. Смещение также измеряется напрямую путем подсоединения измеримых устройств к подвижной пластине конденсатора. Он работает как в контактном, так и в бесконтактном режимах.

    Принцип работы

    Уравнения ниже выражают емкость между пластинами конденсатора capactive-equation-1

    Где A — площадь перекрытия пластин в м 2
    d — расстояние между двумя пластинами в метрах
    ε — диэлектрическая проницаемость среды в Ф / м
    ε r — относительная диэлектрическая проницаемость
    ε 0 — диэлектрическая проницаемость свободного места

    Принципиальная схема емкостного преобразователя с параллельными пластинами показана на рисунке ниже.capacitive-transducer

    Изменение емкости происходит из-за физических переменных, таких как смещение, сила, давление и т. Д. Емкость преобразователя также изменяется в зависимости от изменения их диэлектрической проницаемости, что обычно связано с измерением уровня жидкости или газа.

    Емкость преобразователя измеряется по мостовой схеме. Выходное сопротивление преобразователя равно capacitive-transducer-2

    .

    Где, C — емкость
    f — частота возбуждения в Гц.

    Емкостной преобразователь в основном используется для измерения линейного смещения. Емкостной преобразователь использует следующие три эффекта.

    1. Изменение емкости преобразователя происходит из-за перекрытия пластин конденсатора.
    2. Изменение емкости связано с изменением расстояний между пластинами.
    3. Емкость изменяется из-за диэлектрической проницаемости.

    Для измерения смещения используются следующие методы.

    1. Преобразователь, использующий изменение площади пластин — Уравнение ниже показывает, что емкость прямо пропорциональна площади пластин. Соответственно изменяется и емкость с изменением положения пластин.

    capacitive-transducer-with-displacement

    Емкостные преобразователи используются для измерения больших перемещений от 1 мм до нескольких см. Площадь емкостного преобразователя изменяется линейно в зависимости от емкости и смещения.Изначально нелинейность в системе возникает из-за ребер. В противном случае он дает линейный отклик.

    Емкость параллельных пластин определяется как capacitive-transducer-equation-4

    где x — длина перекрывающейся части пластин,
    ω — ширина перекрывающейся части пластин.

    Чувствительность смещения постоянна, и поэтому она дает линейную зависимость между емкостью и смещением. capacitive-transducer-5

    Емкостной преобразователь используется для измерения углового смещения.Он измеряется подвижными пластинами, показанными ниже. Одна из пластин преобразователя неподвижная, а другая подвижная. angular-capacitive-transducer

    Векторная диаграмма преобразователя показана на рисунке ниже.

    capacative-transducer Угловое перемещение изменяет емкость преобразователей. Емкость между ними максимальна, когда эти пластины перекрывают друг друга. Максимальное значение емкости выражается как capacitive-transducer-equation-7

    Емкость при угле θ выражается как capacitvie-transducer-equation-8

    θ — угловое смещение в радианах.Чувствительность к изменению емкости определяется как capacitive-transducer-equation-9

    .

    180 ° — это максимальное значение углового смещения конденсатора.

    2. Преобразователь, использующий изменение расстояния между пластинами — Емкость преобразователя обратно пропорциональна расстоянию между пластинами. Одна пластина преобразователя неподвижна, а другая подвижна. Смещение, которое необходимо измерить, связано с подвижными пластинами. displacement-capacitive-transducer

    Емкость обратно пропорциональна расстоянию, из-за которого конденсатор показывает нелинейный отклик.Такой тип преобразователя используется для измерения малых перемещений. Векторная диаграмма конденсатора представлена ​​на рисунке ниже. capacitive-transducer-3

    Чувствительность преобразователя непостоянна и варьируется от места к месту.

    Преимущества емкостного преобразователя

    Ниже приведены основные преимущества емкостных преобразователей.

    1. Для работы требуется внешняя сила, поэтому он очень полезен для небольших систем.
    2. Емкостной преобразователь очень чувствителен.
    3. Дает хорошие частотные характеристики, поэтому используется для динамического исследования.
    4. Преобразователь имеет высокое входное сопротивление, следовательно, они имеют небольшой эффект нагрузки.
    5. Для работы требуется небольшая выходная мощность.

    Недостатки емкостного преобразователя

    Основные недостатки преобразователя следующие.

    1. Металлические части преобразователей требуют изоляции.
    2. Корпус конденсатора требует заземления для уменьшения влияния паразитного магнитного поля.
    3. Иногда преобразователь демонстрирует нелинейное поведение из-за краевого эффекта, который контролируется с помощью защитного кольца.
    4. Кабель, соединяющий датчик, вызывает ошибку.

    Использование емкостного преобразователя

    Ниже приведены варианты использования емкостного преобразователя.

    1. Емкостной преобразователь используется для измерения как линейного, так и углового смещения. Он чрезвычайно чувствителен и используется для измерения очень малых расстояний.
    2. Используется для измерения силы и давления. Сила или давление, которые должны быть измерены, сначала преобразуются в смещение, а затем смещение изменяет емкости преобразователя.
    3. Он используется в качестве датчика давления в некоторых случаях, когда диэлектрическая проницаемость датчика изменяется в зависимости от давления.
    4. Влажность газов измеряется емкостным датчиком.
    5. Преобразователь использует механический модификатор для измерения объема, плотности, веса и т. Д.

    Точность преобразователя зависит от изменения температуры до высокого уровня.

    .

    Практикум Совета Безопасности

    1946 — 1951 Введение | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | Индекс
    1952 — 1955 (1-е приложение) Введение | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | Индекс
    1956 — 1958 (2-е приложение) Введение | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | Индекс
    1959 — 1963 (3-е приложение) Введение | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | Индекс
    1964 — 1965 (4-е приложение) Введение | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | Индекс
    1966-1968 (5-е приложение) Введение | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | Индекс
    1969 — 1971 (6-е приложение) Введение | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | Индекс
    1972-1974 (7-е приложение) Введение | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | Индекс
    1975 — 1980 (8-е приложение) Введение | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | Индекс
    1981 — 1984 (9-е приложение) Введение | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | Индекс
    1985-1988 (10-е приложение) Введение | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | Индекс
    1989 — 1992 (11-е приложение) Введение | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | Индекс
    1993 — 1995 (12-е приложение) Введение | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | Индекс
    1996 — 1999 (13-е приложение) Введение | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | Индекс
    2000 — 2003 (14-е приложение) Введение | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | Индекс
    2004 — 2007 (15-е приложение) Введение | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | Индекс
    2008 — 2009 (16-е приложение) Введение | Я | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | Индекс
    2010 — 2011 (17-е приложение) Введение | Я | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | Индекс
    2012 — 2013 (18-е приложение) Введение | Я | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | Индекс
    2014-2015 (19-е приложение) Введение | Я | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | Индекс
    2016-2017 (20-е приложение) Введение | Я | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | Индекс
    2018 (21-е приложение) Введение | Я | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | Индекс
    2019 (22-е приложение) (предварительная версия) | Я | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *