178068. lajstromszámú szabadalom • Lineáris átviteli karakterisztikájú félvezetős gázérzékelő
3 178068 4 hát megfelelő tokozással kell ellátni, .azaz robbanásbiztos kivitelben kell előállítani. Jellemző még az elégetős rendszerű érzékelőkre, hogy a fellépő — esetleg rövid ideig tartó — magasabb koncentrációjú gáz az elégetős rendszerű 5 érzékelőt megrongálja, adott esetben tönkre is teheti. A félvezetős gázérzékelők (Tagushi Gas Sensor, TGS) elterjedésével nagy számban váltak ismertté olyan mérő-, jelző-, és riasztóberendezések, ame-10 lyek TGS érzékelőkkel működnek. Ezek között ismeretesek kézi, jelzésre és mérésre egyaránt alkalmas (telepes) berendezések, nagypontosságú laboratóriumi mérésekre alkalmas berendezések, széles mérési határok (5 ppm—100%) között alkalmazható I5 berendezések, ezek azonban általában nem riasztó■jelző, illetve biztonsági-mérési célokra készültek, miért is erre a feladatra közvetlenül nem, vagy csak jelentős nehézségek árán alkalmazhatók. A TGS rendszerű érzékelőkhöz alkalmazandó 20 jelfeldolgozó egységek jelentősen eltérnek az ún. elégetős rendszerű érzékelőkhöz alkalmazott jelfeldolgozó egységektől. Ez az eltérés adódik egyrészt abból, hogy az elégetős rendszerű érzékelők kimeneti impedanciája alacsony, a félvezetős (TGS)»25 érzékelőké magas, az elégetős rendszerű érzékelők átviteli karakterisztikája lineáris, a TGS rendszerű érzékelőké logaritmikus, ezen felül az elégetős érzékelők táp-energiafogyasztása lényegesen magasabb a TGS rendszerű érzékelőkénél. 30 Ugyanakkor az elégetős rendszerű érzékelőkhöz már ki vannak dolgozva, és nagy számban elterjedtek azok a jelfeldolgozó egységek, amelyek jól ellátják a riasztó-jelző, illetve a biztonsági- mérési feladatokat, és amelyek más biztonságtechnikai irá- 35 nyitó rendszerekkel is megfelelő kapcsolatban vannak, ezeknek a jelfeldolgozó egységeknek a bemeneti impedanciája és átviteli karakterisztikája az elégetős rendszerű érzékelők azonos adatainak megfelelően van meghatározva, kimenetűk azonban jól 40 illeszkedik a meglevő irányítástechnikai berendezésekhez, ugyanakkor élettartamuk nagyságrendekkel meghaladja az elégetős rendszerű érzékelők élettartamát. TGS rendszerű érzékelőkhöz alkalmazható, azonos jellegű jelfeldolgozók csak lassan, fo- 45 kozatosan terjedhetnek el, beszerzésük egyrészt újabb költséget, és még jól használható berendezések selejtezését jelentené. Kézenfekvőnek látszik e két rendszer előnyös . tulajdonságainak egyesítése oly módon, hogy a 50 meglevő, jól bevált, és még sokáig használható jelfeldolgozó egységekhez TGS érzékelőket alkalmazzunk. Ez azonban nem lehetséges a két rendszer eltérő ;.jimnéteiei miatt. 55 E hibákon kíván segíteni a jelen találmány. A jelen találmány olyan TGS rendszerű gázérzékelőt ismertet, amelynek kimenő impedanciája alacsony, - így az elégetős rendszerű érzékelőkhöz szerkesztett, elterjedt, és nem egyszer ki- 60 terjedt vezérléstechnikai berendezésekhez kapcsolt jelfeldolgozó egységek alacsony bemeneti impedanciájú bemenőfokozataihoz közvetlenül illeszthető -, átviteli karakterisztikája lineáris, ezért az elégetős rendszerű érzékelőkkel működő jelfeldol- 65 gozó egységekkel közvetlenül összekapcsolható, felületi hőmérséklete alacsony, ami feleslegessé teszi az eddig nélkülözhetetlen tokozást, működése folyamatos, a koncentráció gyors változásait gyorsan követi, ezen keresztül a rendszer által nyújtott biztonságot lényegesen fokozza. Egyben kiegyenlíti az elégetős rendszerű és a TGS rendszerű érzékelők táp-energia fogyasztása közötti különbséget, és így feleslegessé teszi a beépített tápegységek átalakítását, mindezek következményeként az elégetős rendszerű érzékelők helyett, az azokhoz létesített jelfeldolgozó egységekhez kapcsolva, közvetlenül felhasználható. A találmány egyik lehetséges kiviteli alakját az ábrák tüntetik fel, ahol az 1. sz. ábra egy önmagában ismert elégetős rendszerű érzékelőt ábrázol tömbvázlatban, 2. sz. ábra a találmány szerinti érzékelő egyik lehetséges kapcsolási vázlatát ábrázolja. Az 1. sz. ábrán feltüntetett, önmagában ismert és széles körben elteijedt, elégetős rendszerű gázérzékelő, jelző és/vagy mérő berendezés áll a 2 tokozásban elhelyezett 1 elégetős rendszerű érzékelőből, a 3 jelfeldolgozó egységből, és eshetőleg a 4 mérőegységből és/vagy az 5 jelző-riasztó egységből. A 3 jelfeldolgozó egység biztosítja a 9 kimenetén az elégetős rendszerű érzékelő energiaellátását, míg annak jele a 8 bemenőkapocsra érkezik. A két rendszert a 10 földpontkimeneten keresztül kapcsoljuk össze. A 3 jelfeldolgozó egység a 11 vezetéken keresztül van a 4 mérőegységhez, és a 12 vezetéken keresztül az 5 jelző-riasztó egységhez kapcsolva, ezen egységek lehetnek a 3 jelfeldolgozó egységgel egybeépítve is. Az 1 elégetős rendszerű érzékelő energiaellátását a 9’ bemenetén keresztül kapja a 3 jelfeldolgozó egység 9 kimenetéről a 9” vezetéken keresztül, jele a 8’ kimenetéről a 8” vezetéken keresztül kerül a 3 jelfeldolgozó egység 8 bemenőkapcsára, míg a 10’ földpontbemenete a 10” vezetéken keresztül van a 3 jelfeldolgozó egység 10 földpontkimenetéhez kapcsolva. Az 1 elégetős rendszerű érzékelőbe vezetjük a környezeti légtérből vett 6 mintát, amelyet — illetve a benne levő explozív gázt — izzószállal felhevítve eléget, és az elégő explozív gáz koncentrációját alkalmas módon, pl. a láng ionizációs hatását felhasználva, méri. A minta felhevülve a 7 gázáram formájában távozik. Az a) és b) ábrán szaggatott vonallal elválasztottan jelölt érzékelő és a jelfeldolgozó és mérő és/vagy riasztó-jelző lehet egymástól távolabb elhelyezve, de lehet egybeépítve is. Kapcsolatuk azonban minden körülmények között bontható, mivel az érzékelő élettartama töredéke a jelfeldolgozó egység élettartamának, miért is az érzékelő cseréjének a lehetőségét minden berendezésnél biztosítják. A 2. sz. ábra szerinti kapcsolásnál a 9’” bemenetén érkező tápfeszültséget a 13 stabilizáló egység stabilizálja. Ennek kimenetére van kötve a 22 Tagushi Gas Sensor 23 fűtőszála, míg annak 24 változó értékű ellenállása a 25 állandó értékű ellenállással hidat képez.
