Датчики газа компании Figaro Engineering

Группа компаний Промэлектроника
13.08.2020
Датчики газа компании Figaro Engineering Датчики газа компании Figaro Engineering

Японская компания Figaro Engineering была основана в 1968 г. Она первой в мире выпустила полупроводниковые датчики газа. С тех пор компания продолжает оставаться мировым лидером в своем сегменте рынка. Перед тем как перейти к описанию продукции компании, заметим, что Figaro Engineering производит датчики следующих типов:

  • MOS (полупроводниковые датчики);
  • CAT (датчики каталитического типа);
  • EC (датчики электрохимического типа);
  • NDIR (недисперсионные инфракрасные датчики).
Полупроводниковые датчики MOS типа

В датчиках типа MOS чувствительный элемент, состоящий из полупроводниковых частиц (обычно диоксида олова), нагревается до нескольких сотен градусов Цельсия; при этом датчики поглощают из воздуха кислород, и сопротивление чувствительного элемента увеличивается. Однако при прохождении потока восстанавливающего газа через чувствительный элемент, адсорбированный кислород (О2) вступает с ним в реакцию и концентрация О2 в полупроводнике сенсора уменьшается, что приводит к уменьшению сопротивления сенсорного элемента. Измеряя, как изменяется сопротивление, можно оценить концентрацию восстанавливающего газа, например оксида углерода (СО).

В общем случае измерительная схема для такого датчика представлена на рисунке 1. Она довольно проста и представляет собой обычный резистивный делитель напряжения. Для накаливания чувствительного элемента используется дополнительный источник напряжения Vн.


Рис. 1. Измерительная схема для датчиков типа MOS

В качестве примера датчика MOS типа рассмотрим датчик TGS 2603, который измеряет концентрацию газов в пределах 1–10 ppm. На рисунке 2 показано изменение величины сопротивления RS чувствительного элемента датчика в зависимости от концентрации измеряемых газов. Величина R0 представляет собой сопротивление сенсорного элемента на воздухе при 20°С и относительной влажности 65%.


Рис. 2. Изменение величины сопротивления RS чувствительного элемента датчика TGS 2603 в зависимости от концентрации измеряемых газов

Чувствительность датчика позволяет легко обнаружить загрязнение воздуха даже от одной выкуренной сигареты. Датчик производится в стандартном металлическом корпусе ТО-5. Приведем некоторые основные параметры датчика:

  • напряжение питания измерительной схемы: 5 В;
  • напряжение питания нагревателя: 5 В;
  • рассеиваемая мощность чувствительного элемента: 15 мВт;
  • оптимальная концентрация измеряемых газов: 1–10 ppm;
  • сопротивление чувствительного элемента на воздухе: 20–200 кОм;
  • ток потребления нагревательного элемента: 48 ±5 мА;
  • диапазон рабочей температуры: –10…50°С.
 Датчики каталитического типа (CAT)

Датчик каталитического типа состоит из двух основных элементов: детектора (D) с каталитическими веществами и инертного компенсатора (C). Горючие газы сгорают только на детекторе, в результате чего его температура и, следовательно, сопротивление повышается; при этом температура компенсатора не меняется. Таким образом, по разности сопротивлений этих двух элементов и судят о концентрации газов. В качестве измерительной схемы используется классический мост (см. рис. 3). Потенциометр VR служит для балансировки моста при отсутствии измеряемых газов.


Рис. 3. Измерительная схема для каталитических датчиков

В качестве примера рассмотрим датчик каталитического типа TGS 6810. Он измеряет концентрацию пропана, бутана и метана в пределах 0–10000 ppm или в диапазоне 0–100% от нижнего значения взрывоопасной концентрации.

Некоторые основные параметры TGS 6810:

  • напряжение питания: 3,0 ±0,1 В;
  • выходной сигнал при концентрации метана 5000 ppm: 10–18 мВ;
  • выходной сигнал при концентрации изобутана 1800 ppm: 5–11 мВ;
  • ток нагрева: 175 мА;
  • размер: 13×12 мм;
  • диапазон рабочей температуры: –10…50°С.
Датчики электрохимического типа (EC)

В первом приближении можно рассматривать электрохимический датчик как аккумуляторную батарею, состоящую из активного электрода, противоэлектрода и ионного проводника между ними. Токсичный газ, контактируя с рабочим электродом, вызывает протекание тока в ионном проводнике. Типовой измерительный каскад электрохимического датчика представлен на рисунке 4.



Рис. 4. Измерительная схема для электрохимических датчиков

Электрохимический датчик TGS 5141 с диапазоном измерений 0–5000 ppm позволяет измерить концентрацию монооксида углерода вплоть до 1%! Выходным сигналом датчика является ток, линейно зависящий от концентрации газа; следует только учитывать зависимость этого тока от температуры. Некоторые основные параметры датчика:

  • концентрация монооксида углерода: 0–5000 ppm;
  • чувствительность датчика: 1,2–3,2 нА/ppm;
  • дрейф нуля: ±10 ppm;
  • время отклика на уровне 0,9: не более 60 с;
  • размер датчика: 14×10 мм;
  • диапазон рабочей температуры: 0–50°С.
Недисперсионные инфракрасные датчики (NDIR)

Принцип действия датчика NDIR основан на поглощении молекулами газа инфракрасного излучения. Датчик работает с излучением на двух разных длинах волн. Одна из них не взаимодействует с исследуемым газом, а другая им поглощается. По соотношению интенсивностей излучения инфракрасного света на этих длинах волн, прошедших через поток измеряемого газа, и определяется его концентрация. Поскольку выходным сигналом датчика служит ШИМ частотой 1 кГц, отдельный измерительный каскад не требуется. 

В производственной линейке компании насчитывается 47 датчиков, которые предназначены для бытовых или промышленных приложений. Датчики используются для измерения концентрации газообразных хладагентов, токсичных и горючих газов, определения загрязнения воздуха и прочих аналогичных измерений. Диапазон измерения датчиков находится в очень широких пределах от 1 до 10000 ppm и до 80 мг/л. Измеряются концентрации следующих газов:

  • метан;
  • пропан;
  • бутан;
  • монооксид углерода (угарный газ);
  • углекислый газ;
  • летучие органические соединения (VOC);
  • водород;
  • кислород;
  • аммиак;
  • сероводород;
  • сернистый газ;
  • окись азота;
  • двуокись азота;
  • хлор. 

Компания Промэлектроника предлагает своим клиентам датчики газа производства Figaro Engineering.
Новые поступления датчиков представлены в таблице:

  • Наименование
    К продаже
    Цена от
Наличие:
9 шт.
Под заказ:
110 шт.
Цена от:
6 792,80
Наличие:
10 шт.
Под заказ:
170 шт.
Цена от:
4 913,34
Наличие:
17 шт.
Под заказ:
600 шт.
Цена от:
651,94
Наличие:
20 шт.
Под заказ:
630 шт.
Цена от:
505,75
Наличие:
20 шт.
Под заказ:
440 шт.
Цена от:
501,61
Наличие:
20 шт.
Под заказ:
1 400 шт.
Цена от:
481,81
Наличие:
15 шт.
Под заказ:
900 шт.
Цена от:
555,93
  • Производитель
    Корпус
    Описание
FIGR
Электрохимический датчик концентрации кислорода в атмосфере при 4°С...40°С срок службы 5 лет
FIGR
Электрохимический датчик концентрации кислорода в атмосфере при 4°С...40°С срок службы 5 лет
FIGR
Датчик газа (MOS-типа) с высокой чувствительностью, низким энергопотреблением и длительным сроком службы; ток нагревателя 56 мА
FIGR
Электрохимический датчик с электропитанием от батареи и обнаружением концентрации СО до 1%
FIGR
Сверхминиатюрный электрохимический датчик концентрации СО с электропитанием от батареи
FIGR
Датчик каталитического типа для обнаружения метана и сжиженного газа в жилых помещениях.
FIGR
Датчик (MOS-типа) обнаружения в атмосфере паров органических растворителей при -10°С...+40°С
Все товары производителя
Смотреть все товары