Автоматические газоанализаторы загрязнения атмосферного воздуха
Описаны принцип действия и особенности работы флуоресцентного газоанализатора (ГА) диоксида серы (мод. 667ФФ 05) и хемилюминесцентного ГА оксидов азота (мод. 645ХЛ 10), предназначенных для автоматического мониторинга загрязнения атмосферного воздуха. Проведен анализ электронной элементной базы, прим...
Збережено в:
| Дата: | 2003 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2003
|
| Назва видання: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70592 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Автоматические газоанализаторы загрязнения атмосферного воздуха / И.Л. Михеева, В.К. Куринный, В.Ю. Таякин, Л.Д. Мазыра // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2003. — № 1. — С. 28-31. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-70592 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-705922014-11-09T03:01:56Z Автоматические газоанализаторы загрязнения атмосферного воздуха Михеева, И.Л. Куринный, В.К. Таякин, В.Ю. Мазыра, Л.Д. Электроника и экология Описаны принцип действия и особенности работы флуоресцентного газоанализатора (ГА) диоксида серы (мод. 667ФФ 05) и хемилюминесцентного ГА оксидов азота (мод. 645ХЛ 10), предназначенных для автоматического мониторинга загрязнения атмосферного воздуха. Проведен анализ электронной элементной базы, примененной в описанных газоанализаторах. In articIe is described action principle and facilities of fluorescent sulphur dioxide gas analyzer (mod.667FF05) and chemiluminiscent nitrogen oxides gas analyzer (mod. 645ХЛ10), destined for automatic monitoring of ambient air contamination. Analysis of electronic element base aplying in the described gas analyzer is conducted. 2003 Article Автоматические газоанализаторы загрязнения атмосферного воздуха / И.Л. Михеева, В.К. Куринный, В.Ю. Таякин, Л.Д. Мазыра // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2003. — № 1. — С. 28-31. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 2225-5818 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70592 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Электроника и экология Электроника и экология |
| spellingShingle |
Электроника и экология Электроника и экология Михеева, И.Л. Куринный, В.К. Таякин, В.Ю. Мазыра, Л.Д. Автоматические газоанализаторы загрязнения атмосферного воздуха Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description |
Описаны принцип действия и особенности работы флуоресцентного газоанализатора (ГА) диоксида серы (мод. 667ФФ 05) и хемилюминесцентного ГА оксидов азота (мод. 645ХЛ 10), предназначенных для автоматического мониторинга загрязнения атмосферного воздуха. Проведен анализ электронной элементной базы, примененной в описанных газоанализаторах. |
| format |
Article |
| author |
Михеева, И.Л. Куринный, В.К. Таякин, В.Ю. Мазыра, Л.Д. |
| author_facet |
Михеева, И.Л. Куринный, В.К. Таякин, В.Ю. Мазыра, Л.Д. |
| author_sort |
Михеева, И.Л. |
| title |
Автоматические газоанализаторы загрязнения атмосферного воздуха |
| title_short |
Автоматические газоанализаторы загрязнения атмосферного воздуха |
| title_full |
Автоматические газоанализаторы загрязнения атмосферного воздуха |
| title_fullStr |
Автоматические газоанализаторы загрязнения атмосферного воздуха |
| title_full_unstemmed |
Автоматические газоанализаторы загрязнения атмосферного воздуха |
| title_sort |
автоматические газоанализаторы загрязнения атмосферного воздуха |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| publishDate |
2003 |
| topic_facet |
Электроника и экология |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70592 |
| citation_txt |
Автоматические газоанализаторы загрязнения атмосферного воздуха / И.Л. Михеева, В.К. Куринный, В.Ю. Таякин, Л.Д. Мазыра // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2003. — № 1. — С. 28-31. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
| series |
Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| work_keys_str_mv |
AT miheevail avtomatičeskiegazoanalizatoryzagrâzneniâatmosfernogovozduha AT kurinnyjvk avtomatičeskiegazoanalizatoryzagrâzneniâatmosfernogovozduha AT taâkinvû avtomatičeskiegazoanalizatoryzagrâzneniâatmosfernogovozduha AT mazyrald avtomatičeskiegazoanalizatoryzagrâzneniâatmosfernogovozduha |
| first_indexed |
2025-07-05T19:46:36Z |
| last_indexed |
2025-07-05T19:46:36Z |
| _version_ |
1836837552450961408 |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2003, ¹ 1
28
ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ È ÝÊÎËÎÃÈß
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
19.11 2002 ã.
Îïïîíåíò ä. ô.-ì. í. Ô. Ä. ÊÀÑÈÌÎÂ
(ÑÊÁ ÊÏ, ã. Áàêó)
Ê. ò. í. È. Ë. ÌÈÕÅÅÂÀ, Â. Ê. ÊÓÐÈÍÍÛÉ, Â. Þ. ÒÀßÊÈÍ,
Ë. Ä. ÌÀÇÛÐÀ
Óêðàèíà, ã. Êèåâ, ÓêðÍÈÈ àíàëèòè÷åñêîãî ïðèáîðîñòðîåíèÿ
E-mail: mil@faust.kiev.ua
ÀÂÒÎÌÀÒÈ×ÅÑÊÈÅ ÃÀÇÎÀÍÀËÈÇÀÒÎÐÛ
ÇÀÃÐßÇÍÅÍÈß ÀÒÌÎÑÔÅÐÍÎÃÎ ÂÎÇÄÓÕÀ
Îïèñàíû ïðèíöèï äåéñòâèÿ, îñîáåííîñ-
òè ðàáîòû è òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñ-
òèêè ôëóîðåñöåíòíîãî ãàçîàíàëèçàòî-
ðà äèîêñèäà ñåðû è õåìèëþìèíåñöåíò-
íîãî ãàçîàíàëèçàòîðà îêñèäîâ àçîòà.
Äëÿ íåïðåðûâíîãî êðóãëîñóòî÷íîãî ìîíèòîðèíãà
çàãðÿçíåíèÿ àòìîñôåðíîãî âîçäóõà ñîçäàþòñÿ àâòî-
ìàòè÷åñêèå ñòàíöèè êîíòðîëÿ çàãðÿçíåíèÿ àòìîñôå-
ðû (ÀÑÊÇÀ), êîòîðûå îáúåäèíÿþòñÿ â ñèñòåìó ïåðå-
äà÷è êîíòðîëüíî-èçìåðèòåëüíîé ýêîëîãè÷åñêîé èíôîð-
ìàöèè. ÀÑÊÇÀ êîìïëåêòóþòñÿ àâòîìàòè÷åñêèìè ãà-
çîàíàëèçàòîðàìè, çàäà÷åé êîòîðûõ ÿâëÿþòñÿ:
� àâòîìàòè÷åñêèé îòáîð, ïîäãîòîâêà ê àíàëèçó è
óäàëåíèå ïîñëå àíàëèçà ãàçîâîé ïðîáû;
� àíàëèç êîíöåíòðàöèè èçìåðÿåìîãî êîìïîíåíòà
è ïðåîáðàçîâàíèå â ýëåêòðè÷åñêèé ñèãíàë;
� îáðàáîòêà ðåçóëüòàòîâ èçìåðåíèé ïî çàäàííî-
ìó àëãîðèòìó;
� ôîðìèðîâàíèå óíèôèöèðîâàííûõ âûõîäíûõ
ñèãíàëîâ (àíàëîãîâûõ èëè öèôðîâûõ), èñïîëüçóåìûõ
â äàëüíåéøåì â ñèñòåìàõ ïåðåäà÷è èíôîðìàöèè;
� ïîääåðæàíèå ìåòðîëîãè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê
â çàäàííûõ ïðåäåëàõ.
 ÍÈÈ �Óêðàíàëèò� îñâîåíû ñàìûå ñîâðåìåííûå
ìåòîäû ãàçîâîãî àíàëèçà, íà îñíîâå êîòîðûõ ñîçäàíà
ñåðèÿ àâòîìàòè÷åñêèõ ãàçîàíàëèçàòîðîâ äëÿ êîíòðî-
ëÿ çàãðÿçíåíèÿ àòìîñôåðíîãî âîçäóõà [1].
Äëÿ èçìåðåíèÿ ñîäåðæàíèÿ äèîêñèäà ñåðû (SO2)
èñïîëüçóåòñÿ ìåòîä óëüòðàôèîëåòîâîé (ÓÔ) ìîëåêó-
ëÿðíîé ôëóîðåñöåíöèè. Îí îñíîâàí íà âîçáóæäåíèè
ìîëåêóë SO2 ÓÔ-èçëó÷åíèåì ñ ïîñëåäóþùåé ðåãèñ-
òðàöèåé èíòåíñèâíîñòè ôëóîðåñöåíòíîãî èñïóñêàíèÿ,
âîçíèêàþùåãî ïðè ïåðåõîäå ìîëåêóë èç âîçáóæäåí-
íîãî ñîñòîÿíèÿ â îñíîâíîå:
SO2 + hν=SO2*; SO2*→SO2 + hν.
Èíòåíñèâíîñòü ôëóîðåñöåíòíîãî èñïóñêàíèÿ (Ôôë)
çàâèñèò îò êîëè÷åñòâà ïîãëîùåííîãî âîçáóæäàþùå-
ãî èçëó÷åíèÿ (Ôï) è äëÿ ìèêðîêîíöåíòðàöèé îïèñû-
âàåòñÿ ôîðìóëîé [2, ñ. 42]
,3,2
ôë
ï
êïôë õklÂÔÔ
λ
λ= (1)
Òàê êàê âñå ÷ëåíû âûðàæåíèÿ (1), êðîìå õ, â óñ-
ëîâèÿõ ïðîâåäåíèÿ àíàëèçà îñòàþòñÿ ïîñòîÿííûìè,
òî âåëè÷èíà Ôôë áóäåò çàâèñåòü òîëüêî îò êîíöåíòðà-
öèè àíàëèçèðóåìîãî êîìïîíåíòà â àíàëèçèðóåìîé
ñìåñè. Èìåííî ýòà çàâèñèìîñòü èñïîëüçóåòñÿ âî ôëó-
îðåñöåíòíûõ ãàçîàíàëèçàòîðàõ.
Íà áàçå ýòîãî ìåòîäà ðàçðàáîòàíà íîâàÿ ìîäåëü
(667ÔÔ 05) àâòîìàòè÷åñêîãî ãàçîàíàëèçàòîðà äèîê-
ñèäà ñåðû â àòìîñôåðíîì âîçäóõå.
Äëÿ èçìåðåíèÿ ñîäåðæàíèÿ îêñèäà (NO) è äèîê-
ñèäà (NO2) àçîòà èñïîëüçóåòñÿ õåìèëþìèíåñöåíòíûé
ìåòîä àíàëèçà. Îí îñíîâàí íà çàâèñèìîñòè èíòåíñèâ-
íîñòè õåìèëþìèíåñöåíòíîãî èñïóñêàíèÿ îò êîíöåíò-
ðàöèè â àíàëèçèðóåìîé ñìåñè èçìåðÿåìîãî êîìïî-
íåíòà. Â ãàçîàíàëèçàòîðàõ îêñèäîâ àçîòà èñïîëüçóåò-
ñÿ õèìè÷åñêàÿ ðåàêöèÿ ìåæäó îçîíîì (Î3) è îêñè-
äîì àçîòà (NO), â ðåçóëüòàòå êîòîðîé îáðàçóþòñÿ âîç-
áóæäåííûå ìîëåêóëû (NO2
*). Ïåðåõîä ìîëåêóë NO2
*
â îñíîâíîå ñîñòîÿíèå ñîïðîâîæäàåòñÿ õåìèëþìèíåñ-
öåíòíûì èñïóñêàíèåì â èíôðàêðàñíîì (ÈÊ) ñïåêò-
ðàëüíîì äèàïàçîíå, èíòåíñèâíîñòü êîòîðîãî ÿâëÿåò-
ñÿ ìåðîé êîíöåíòðàöèè îêñèäîâ àçîòà:
NO + O3 = NO2* + O2; NO2* → NO2 + hν.
Íà áàçå ýòîãî ìåòîäà ðàçðàáîòàíà íîâàÿ ìîäåëü
(645ÕË 10) àâòîìàòè÷åñêîãî ãàçîàíàëèçàòîðà îêñè-
äîâ àçîòà â àòìîñôåðíîì âîçäóõå.
Íà ðèñ. 1 ïðåäñòàâëåíà áëîê-ñõåìà ãàçîàíàëèçà-
òîðà 667ÔÔ 05.
Àíàëèçèðóåìûé àòìîñôåðíûé âîçäóõ çàñàñûâà-
åòñÿ â ãàçîàíàëèçàòîð ÷åðåç ïíåâìîâûõîä �Ïðîáà� ñ
ïîìîùüþ ïîáóäèòåëÿ ðàñõîäà 11. Âîçäóõ î÷èùàåòñÿ
îò àýðîçîëüíûõ ÷àñòèö äèàìåòðîì áîëåå 20 ìê â ïû-
ëåâîì ôèëüòðå 5, çàòåì ÷åðåç ýëåêòðîìàãíèòíûé êëà-
ïàí 8 è îñóøèòåëü 9 ïîñòóïàåò âî ôëóîðåñöåíòíóþ
êàìåðó 14.
Èçëó÷åíèå îò ÓÔ-èñòî÷íèêà 2 ñ ïîìîùüþ îáúåê-
òèâà 3 ôîêóñèðóåòñÿ âî ôëóîðåñöåíòíîé êàìåðå. Âû-
äåëåíèå ñïåêòðàëüíîé îáëàñòè âîçáóæäåíèÿ ôëóîðåñ-
öåíöèè ìîëåêóë SO2 îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ ïåð-
âè÷íîãî èíòåðôåðåíöèîííîãî ñâåòîôèëüòðà 4. Äëÿ
âîçáóæäåíèÿ ôëóîðåñöåíöèè SO2 â ýòîì ãàçîàíàëè-
ãäå Âê �
k �
êâàíòîâûé âûõîä ôëóîðåñöåíöèè àíàëèçèðóåìîãî êîì-
ïîíåíòà;
êîýôôèöèåíò ïîãëîùåíèÿ àíàëèçèðóåìîãî êîìïîíåíòà;
l �
λn �
λôë �
õ �
òîëùèíà ïîãëîùàþùåãî ñëîÿ;
ñðåäíåå ýôôåêòèâíîå çíà÷åíèå äëèíû âîëíû âîçáóæäàþ-
ùåãî èçëó÷åíèÿ;
ñðåäíåå ýôôåêòèâíîå çíà÷åíèå äëèíû âîëíû ôëóîðåñöåíò-
íîãî èñïóñêàíèÿ;
êîíöåíòðàöèÿ àíàëèçèðóåìîãî êîìïîíåíòà.
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2003, ¹ 1
29
ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ È ÝÊÎËÎÃÈß
çàòîðå ïðèìåíåíà èìïóëüñíàÿ êñåíîíîâàÿ ëàìïà òèïà
ÑØ20-1, ðàáîòàþùàÿ ñ ÷àñòîòîé 2 Ãö. Âîçáóæäåíèå
ôëóîðåñöåíöèè îñóùåñòâëÿåòñÿ â äèàïàçîíå 215�
235 íì ñ λmax=225±2 íì.
 êàìåðå ïðîèñõîäèò âçàèìîäåéñòâèå ìîëåêóë SO2
ñ ÓÔ-èçëó÷åíèåì. Âîçíèêàþùåå ïðè ýòîì ôëóîðåñ-
öåíòíîå èñïóñêàíèå ïåðåäàåòñÿ ñ ïîìîùüþ îáúåêòè-
âà 17 íà ôîòîêàòîä ôîòîýëåêòðîííîãî óìíîæèòåëÿ
(ÔÝÓ) 18. Ñïåêòðàëüíàÿ îáëàñòü ðåãèñòðàöèè ôëóî-
ðåñöåíòíîãî èñïóñêàíèÿ âûäåëÿåòñÿ èç ñïåêòðà ôëó-
îðåñöåíöèè äèîêñèäà ñåðû ñ ïîìîùüþ âòîðè÷íîãî
èíòåðôåðåíöèîííîãî ñâåòîôèëüòðà 16. Ñâåòîëîâóø-
êè 7, 15 ñëóæàò äëÿ óìåíüøåíèÿ âåëè÷èíû ôîíîâîãî
ñèãíàëà, ïîñòóïàþùåãî íà ÔÝÓ.
Ðåãèñòðàöèÿ èíòåíñèâíîñòè ôëóîðåñöåíòíîãî èñ-
ïóñêàíèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ ÔÝÓ-85 â ñïåê-
òðàëüíîì äèàïàçîíå 260�360 íì.
Èìïóëüñíûé èíôîðìàöèîííûé ñèãíàë ñ ÔÝÓ ïî-
ñòóïàåò íà ïëàòó ôîðìèðîâàòåëÿ ñèãíàëà 19 è, äà-
ëåå, íà ìèêðîïðîöåññîðíîå óñòðîéñòâî (ÌÏÓ) 23.
Àíàëèçèðóåìûé âîçäóõ, ïðîéäÿ ÷åðåç ôëóîðåñöåí-
òíóþ êàìåðó, ïíåâìàòè÷åñêèé äðîññåëü 6, âíåøíþþ
êàìåðó îñóøèòåëÿ, ñòàáèëèçàòîð äàâëåíèÿ ãàçà 13, ñ
ïîìîùüþ ïîáóäèòåëÿ ðàñõîäà ÷åðåç ðåñèâåð 12 è
ïíåâìîâûõîä «Ñáðîñ» âûáðàñûâàåòñÿ â àòìîñôåðó.
Ñòàáèëèçèðîâàííîå ïèòàíèå èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ
îáåñïå÷èâàåòñÿ ñ ïîìîùüþ ïëàòû ïèòàíèÿ ëàìïû 1, êîí-
ñòðóêòèâíî ðàñïîëîæåííîé â îñâåòèòåëå, ñòàáèëèçèðî-
âàííîå ïèòàíèå ÔÝÓ � ñ ïîìîùüþ ïëàòû ïèòàíèÿ ÔÝÓ
25, êîíñòðóêòèâíî ðàñïîëîæåííîé â áëîêå ÔÝÓ.
Äàò÷èê òåìïåðàòóðû 24 ñëóæèò äëÿ êîíòðîëÿ òåì-
ïåðàòóðû ÔÝÓ è ïåðåäà÷è èíôîðìàöèè î íåé â ÌÏÓ.
Àâòîïîäñòðîéêà íóëÿ è ÷óâñòâèòåëüíîñòè îñóùå-
ñòâëÿåòñÿ ïðè ïðîõîæäåíèè ÷åðåç ôëóîðåñöåíòíóþ
êàìåðó íóëåâîãî ãàçà, ïîëó÷àåìîãî ïóòåì î÷èñòêè
àòìîñôåðíîãî âîçäóõà îò SO2 ñ ïîìîùüþ îáúåìíîãî
ôèëüòðà 10, çàïîëíåííîãî ñïåöèàëüíûì àêòèâèðîâàí-
íûì óãëåì.
Íà ðèñ. 2 ïðåäñòàâëåíà áëîê-ñõåìà ãàçîàíàëèçà-
òîðà 645ÕË 10, êîòîðûé ðàáîòàåò â öèêëè÷åñêîì ðå-
æèìå èçìåðåíèÿ äëèòåëüíîñòüþ 40 ñ êàæäûé.
Ðèñ. 2. Áëîê-ñõåìà ãàçîàíàëèçàòîðà 645ÕË 10:
1 � ãåíåðàòîð îçîíà; 2 � êîíâåðòîð êàòàëèòè÷åñêèé; 3 � ðåàêöèîííàÿ êàìåðà; 4 � îïòè÷åñêèé ñâåòîôèëüòð; 5 � ÔÝÓ; 6 �
ôîðìèðîâàòåëü ñèãíàëà; 7 � ÌÏÓ; 8 � êëàâèàòóðà; 9 � àëôàâèòíî-öèôðîâîé èíäèêàòîð; 10 � ïëàòà ïèòàíèÿ ÔÝÓ; 11 � áëîê
ïèòàíèÿ; 12 � ïîáóäèòåëü ðàñõîäà; Ô1, Ô2, Ô3 � ôèëüòðû ïûëåâûå; Ô4 � ôèëüòð îáúåìíûé; Ñ1, Ñ2, Ñ3, Ñ4 � ñîåäèíèòåëè; Êë1, Êë2,
Êë3 � êëàïàíû ýëåêòðîìàãíèòíûå; Ê1, Ê2, Ê3 � êàïèëëÿðû îãðàíè÷åíèÿ ïîòîêà; Ðò1 � ðîòàìåòð; ÐÄ1 �
ðåãóëÿòîð äàâëåíèÿ ãàçà
Ïðîáà Ô1
Ñ1
Êë1
Ñ1
Ô2
Ê1
Ê2
Êë2
Ô3
Ô4+12 Â
+12 Â
+12 Â
+12 Â
RS 232
Ïðèíòåð
0�10 Â
0�5 ìÀ
Ñ3
3
2
1Êë3
Ê3ÐÄ1"0"Ðò1
Ñáðîñ
Ñ4
Êàíàë NO
2
1
12
3 4 5 6 7
10 9
8
~220 Â
11
+12Â Îáù �12Â +5Â Îáù �5Â
Ðèñ. 1. Áëîê-ñõåìà ãàçîàíàëèçàòîðà 667ÔÔ 05:
1 � ïëàòà ïèòàíèÿ èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ; 2 � èñòî÷íèê ÓÔ-
èçëó÷åíèÿ; 3,17 � îáúåêòèâû; 4,16 � îïòè÷åñêèå ñâåòîôèëüò-
ðû; 5 � ôèëüòð ïûëåâîé; 6 � äðîññåëü ïíåâìàòè÷åñêèé; 7,15 �
ñâåòîëîâóøêè; 8 � êëàïàí ýëåêòðîìàãíèòíûé; 9 � îñóøèòåëü
ïðîáû; 10 � ôèëüòð îáúåìíûé; 11 � ïîáóäèòåëü ðàñõîäà; 12 �
ðåñèâåð; 13 � ñòàáèëèçàòîð äàâëåíèÿ ãàçà; 14 � êàìåðà ôëóî-
ðåñöåíòíàÿ; 18 � ôîòîýëåêòðîííûé óìíîæèòåëü; 19 � ïëàòà
äåëèòåëÿ íàïðÿæåíèÿ è ôîðìèðîâàíèÿ ñèãíàëîâ; 20 � êëàâèàòó-
ðà; 21 � àëôàâèòíî-öèôðîâîé èíäèêàòîð; 22 � ïëàòà âûõîäíûõ
ñèãíàëîâ; 23 � ìèêðîïðîöåññîðíîå óñòðîéñòâî; 24 � äàò÷èê
òåìïåðàòóðû; 25 � ïëàòà ïèòàíèÿ ÔÝÓ; 26 � áëîê ïèòàíèÿ
5 6 7 8 9 10 11
Ñáðîñ
12
13
23 22
Ïðèíòåð
RS 232
0�10 B
0�5 ìA
+5B
+12B
+12B+12B
~220B
±12B ±5B
Ïðîáà
Îáù
25
24
18
19
17
16
26
20
15 1
2 3 4
21
14
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2003, ¹ 1
30
ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ È ÝÊÎËÎÃÈß
 ïåðâîì öèêëå ïðîèñõîäèò èçìåðåíèå òåìíîâîãî
òîêà ÔÝÓ. Ïðè ýòîì êëàïàíû Êë1 è Êë2 çàêðûòû è
ïîáóäèòåëü ðàñõîäà 12 ïðîêà÷èâàåò àòìîñôåðíûé âîç-
äóõ ÷åðåç îòêðûòûé êëàïàí Êë3 ïî ëèíèè 1�3 è êà-
ïèëëÿð Ê3, ò. å. ÷åðåç ðåàêöèîííóþ êàìåðó 3 àòìîñ-
ôåðíûé âîçäóõ íå ïðîõîäèò.
Âî âòîðîì öèêëå àíàëèçèðóåìûé âîçäóõ ïî ãàçî-
âîìó òðàêòó Ïðîáà�Ô1� Ñ1�Êë1�Ô2�Ê1 ïîñòó-
ïàåò â ðåàêöèîííóþ êàìåðó 3. Â ýòî æå âðåìÿ îçîí,
îáðàçîâàííûé ñ ïîìîùüþ ãåíåðàòîðà 1, ÷åðåç ãàçî-
âûé òðàêò Ô3�Ê2 òàêæå ïîñòóïàåò â ðåàêöèîííóþ
êàìåðó, ãäå ïðîèñõîäèò òåðìîêàòàëèòè÷åñêàÿ ðåàêöèÿ
îçîíà ñ îêñèäîì àçîòà. Âîçíèêøåå ïðè ýòîì õåìè-
ëþìèíåñöåíòíîå èñïóñêàíèå ÷åðåç îïòè÷åñêèé ñâå-
òîôèëüòð 4 ïîñòóïàåò íà ÔÝÓ 5. Ýëåêòðè÷åñêèé ñèã-
íàë, íåñóùèé èíôîðìàöèþ î ñóììàðíîì çíà÷åíèè
êîíöåíòðàöèè NO è òåìíîâîãî òîêà, ñ ÔÝÓ ïîñòóïà-
åò â ýëåêòðîííûé òðàêò 6�9.
Ðåãèñòðàöèÿ èíòåíñèâíîñòè õåìèëþìèíåñöåíòíîãî
èñïóñêàíèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ ÔÝÓ-84-3 â
ñïåêòðàëüíîì äèàïàçîíå 700�1000 íì.
Îçîíî-âîçäóøíàÿ ñìåñü ïîñòóïàåò â ðåàêöèîííóþ
êàìåðó âî âñåõ öèêëàõ íåïðåðûâíî.
 òðåòüåì öèêëå àíàëèçèðóåìûé âîçäóõ ïîñòó-
ïàåò ïî ãàçîâîìó òðàêòó Ïðîáà �Ô1�Ñ1�êîíâåð-
òîð 2 �Êë2�Ô2�Ê1 â ðåàêöèîííóþ êàìåðó.  êà-
òàëèòè÷åñêîì êîíâåðòîðå ïðîèñõîäèò ïðåîáðàçîâà-
íèå NO2 â NO ïðè òåìïåðàòóðå 200°Ñ.
Ýëåêòðè÷åñêèé ñèãíàë, íåñóùèé èíôîðìàöèþ î
ñóììàðíîì çíà÷åíèè êîíöåíòðàöèè NO, NO2 è òåì-
íîâîãî òîêà, ñ ÔÝÓ ïîñòóïàåò â ýëåêòðîííûé òðàêò
ãàçîàíàëèçàòîðà.
ÔÝÓ ðàáîòàåò â ðåæèìå ñ÷åòà ôîòîíîâ. Èìïóëü-
ñû, ñíèìàåìûå ñ íàãðóçî÷íîãî ðåçèñòîðà ÔÝÓ, ôîð-
ìèðóþòñÿ ñ äëèòåëüíîñòüþ 2 ìêñ è ïîñòóïàþò â ÌÏÓ
7, ãäå ïðîèñõîäèò îáðàáîòêà ïîëó÷åííîé èíôîðìàöèè.
Ñòàáèëèçàöèÿ ïîòîêà è ðàçðåæåíèÿ â ðåàêöèîííîé
êàìåðå îáåñïå÷èâàåòñÿ ðåãóëÿòîðîì äàâëåíèÿ ÐÄ1 è
êàïèëëÿðàìè îãðàíè÷åíèÿ ïîòîêà Ê1 è Ê2, êîíñòðóê-
òèâíî ðàñïîëîæåííûìè â ðåàêöèîííîé êàìåðå.
Ôèëüòðû Ô1, Ô2 è Ô3 ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ î÷èñò-
êè àíàëèçèðóåìîãî âîçäóõà îò àýðîçîëüíûõ ÷àñòèö,
à ôèëüòð Ô4 � äëÿ î÷èñòêè îò ïðèìåñè îçîíà â âîç-
äóõå ïîñëå ðåàêöèîííîé êàìåðû.
Êîíòðîëü ðàñõîäà îñóùåñòâëÿåòñÿ ðîòàìåòðîì Ðò1.
Êàïèëëÿð Ê3 ïðåäíàçíà÷åí äëÿ âûðàâíèâàíèÿ ïî-
òîêà ÷åðåç ðåàêöèîííóþ êàìåðó ïðè çàêðûòûõ êëà-
ïàíàõ Êë1 è Êë2.
 òàáëèöå ïðèâåäåíû òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòè-
êè ãàçîàíàëèçàòîðîâ (ÃÀ).
Ãàçîàíàëèçàòîðû âûïîëíåíû íà áàçå ìèêðîïðî-
öåññîðíîé òåõíèêè, èìåþò àíàëîãîâûå âûõîäíûå ñèã-
íàëû 0�5 ìÀ, 0�10 Â, à òàêæå ïîñëåäîâàòåëüíûé
èíòåðôåéñ RS-232 äëÿ ñâÿçè ñ ïåðñîíàëüíûì êîìïü-
þòåðîì (ÏÊ).
Ñïåöèàëèçèðîâàííîå ÌÏÓ îáåñïå÷èâàåò:
� ðåàëèçàöèþ çàäàííîé ïðîãðàììû (àëãîðèòìà)
îáðàáîòêè èíôîðìàöèîííîãî ñèãíàëà;
� ïîääåðæàíèå ïàðàìåòðîâ ìåòðîëîãè÷åñêèõ õà-
ðàêòåðèñòèê â òðåáóåìûõ ïðåäåëàõ;
� îáðàáîòêó èçìåðèòåëüíîé èíôîðìàöèè â äâóõ
ðåæèìàõ � ìãíîâåííîì è ñ óñðåäíåíèåì;
� õðàíåíèå â ïàìÿòè èíôîðìàöèè î ðåçóëüòàòàõ
èçìåðåíèÿ ñ óñðåäíåíèåì çà 20 ìèí â òå÷åíèå ïðåäû-
äóùèõ 8 ñóòîê ( 72 çíà÷åíèÿ â ñóòêè);
� õðàíåíèå â ïàìÿòè èíôîðìàöèè î ðåçóëüòàòàõ
èçìåðåíèÿ ÷åòûðå ðàçà â ñóòêè çà ïåðèîä ïðåäûäó-
ùèõ 128 ñóòîê;
� ïðåäñòàâëåíèå èçìåðèòåëüíîé èíôîðìàöèè â
åäèíèöàõ ìàññîâîé êîíöåíòðàöèè (mg/m3) è â åäèíè-
öàõ îáúåìíîé äîëè (ððm);
� íåïðåðûâíîå òåñòèðîâàíèå óçëîâ è áëîêîâ ãà-
çîàíàëèçàòîðà, ñàìîêîíòðîëü è âûäà÷ó ñèãíàëà î íå-
èñïðàâíîñòè;
� àâòîìàòè÷åñêóþ ïîäñòðîéêó íóëÿ è ÷óâñòâè-
òåëüíîñòè;
� âîçìîæíîñòü ïåðåäà÷è èçìåðèòåëüíîé èíôîð-
ìàöèè â ÏÊ;
� âîçìîæíîñòü ðàñïå÷àòêè ïðîòîêîëà èçìåðåíèé
â òðåõ ôîðìàòàõ (òåêóùèå, ñóòî÷íûå è ìåñÿ÷íûå ðå-
çóëüòàòû èçìåðåíèé).
ßäðîì ÌÏÓ ÿâëÿåòñÿ îäíîêðèñòàëüíûé ìèêðîêîí-
òðîëëåð ATmega103. Ïðîãðàììà ðàáîòû ÃÀ ïîëíîñ-
òüþ ðàçìåùåíà âî âíóòðåííåì flash-ÏÏÇÓ, à ñòåê è
ïåðåìåííûå ñîñòîÿíèÿ ñèñòåìû � âî âíóòðåííåì ÎÇÓ
ìèêðîêîíòðîëëåðà. Ïðè ýòîì ÌÏÓ ìåíåå âñåãî ïîä-
âåðæåí ñáîÿì â ðåçóëüòàòå âîçäåéñòâèÿ ýëåêòðîìàã-
íèòíûõ ïîëåé è ðàçëè÷íîãî ðîäà ïîìåõ. Çàäåéñòâî-
âàí âñòðîåííûé â ìèêðîêîíòðîëëåð ñòîðîæåâîé òàé-
ìåð (watch dog), ÷òî îáåñïå÷èâàåò àâòîìàòè÷åñêèé
ïåðåçàïóñê ñèñòåìû ïîñëå ñáîÿ. Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ
ïðèâÿçêè ðåçóëüòàòîâ èçìåðåíèé ê àñòðîíîìè÷åñêî-
ìó âðåìåíè â ñèñòåìå ïðèìåíåíà ÈÌÑ ÷àñîâ ðåàëü-
íîãî âðåìåíè DS1307, ýëåêòðîïèòàíèå êîòîðîé ðå-
çåðâèðîâàíî ëèòèåâûì ýëåìåíòîì, îáåñïå÷èâàþùèì
ïÿòíàäöàòèëåòíèé ñðîê õîäà ÷àñîâ ïðè âûêëþ÷åííîì
îñíîâíîì èñòî÷íèêå ýëåêòðîïèòàíèÿ.
Îñîáûé ïîäõîä ê ðàçðàáîòêå ïðîãðàììíîãî îáåñ-
ïå÷åíèÿ, ò. í. "ïðîãðàììèðîâàíèå, óïðàâëÿåìîå ñî-
áûòèÿìè", ñäåëàë ïðîãðàììó íå÷óâñòâèòåëüíîé ê ïå-
ðåçàïóñêó ïðîöåññîðà â ëþáîé ìîìåíò âðåìåíè.
Êðîìå ýòîãî, íàäåæíîñòü è áåçîòêàçíîñòü ðàáîòû
ýëåêòðîííîãî ìîäóëÿ â öåëîì äîñòèãàåòñÿ çà ñ÷åò
ïðèìåíåíèÿ ýëåìåíòîâ ñ íèçêèì ýíåðãîïîòðåáëåíè-
åì è, ñîîòâåòñòâåííî, ìàëîíàãðóæåííûõ. Èìïóëüñ-
íûå ïðåîáðàçîâàòåëè íàïðÿæåíèÿ (èñòî÷íèê ïèòàíèÿ
ÔÝÓ, èìïóëüñíîãî îñâåòèòåëÿ, ýëåêòðîðàçðÿäíûõ ãå-
íåðàòîðîâ ãàçîâ) âûïîëíåíû ïî îáðàòíîõîäîâîé ñõå-
ìå ñ êëþ÷åâûì ÌÎÏ-òðàíçèñòîðîì è ØÈÌ-ñòàáè-
ëèçàöèåé, ÷òî ïîçâîëèëî êàê îáåñïå÷èòü òî÷íîñòü ñòà-
Òèï ÃÀ
Äèàïàçîí èçìåðåíèé,
ìã/ì3
Èíñòðóìåíòàëüíàÿ
ïîãðåøíîñòü èçìåðå-
íèÿ, %
Ïîðîã îáíàðó-
æåíèÿ, ìã/ì3 Ìàññà, êã
Ãàáàðèòíûå ðàç-
ìåðû, ìì
667ÔÔ 05 (SO2) 0–5,0 ±3 0,003 10,0 200×400×330
645ÕË 10 (NO, NO2) 0–10,0 ±3 0,003 12,0 200×400×330
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2003, ¹ 1
31
ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ È ÝÊÎËÎÃÈß
áèëèçàöèè, òàê è ìèíèìèçèðîâàòü ïîòðåáëÿåìóþ ìîù-
íîñòü è íàâîäêè íà äðóãèå öåïè ÃÀ. Ýëåìåíòû ñèëî-
âîé ýëåêòðîíèêè èìåþò áîëüøîé "çàïàñ ïðî÷íîñòè",
íàïðèìåð, íàãðóçêó, ïîòðåáëÿþùóþ 7 À, êîììóòèðó-
åò ñòîàìïåðíûé ÌÎÏ-òðàíçèñòîð. Ìèíèìèçèðîâàíî
÷èñëî ðàçúåìîâ è ïðîâîäíîãî ìîíòàæà â ïðèáîðàõ.
Óëó÷øåíèå ìåòðîëîãè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ÃÀ
äîñòèãíóòî òàêæå çà ñ÷åò îïòèìèçàöèè êîíñòðóêöèè
ýëåêòðîííûõ ìîäóëåé. Ïåðâè÷íûå ïðåîáðàçîâàòåëè
ñèãíàëîâ ìàêñèìàëüíî ïðèáëèæåíû ê èñòî÷íèêàì ýòèõ
ñèãíàëîâ. Íàïðèìåð, óñèëèòåëü-ôîðìèðîâàòåëü ñèãíà-
ëà ñ ÔÝÓ ðàñïîëîæåí íà ïëàòå äåëèòåëÿ íàïðÿæåíèÿ
íåïîñðåäñòâåííî íà öîêîëå ÔÝÓ, â òåðìîñòàòàõ ïî
âîçìîæíîñòè èñïîëüçóþòñÿ äàò÷èêè òåìïåðàòóðû ñî
âñòðîåííûì ÀÖÏ (DS1621). Èñòî÷íèêè ñòàáèëèçèðî-
âàííûõ íàïðÿæåíèé ïðèáëèæåíû, à ãäå ýòî âîçìîæ-
íî, êîíñòðóêòèâíî îáúåäèíåíû ñ ïîòðåáèòåëÿìè ýòèõ
íàïðÿæåíèé.
Ìàêñèìàëüíî, íàñêîëüêî ýòî âîçìîæíî, èñïîëü-
çîâàíû öèôðîâûå ìåòîäû îáðàáîòêè ñèãíàëà. Òàì,
ãäå áåç àíàëîãîâûõ ñõåì íåëüçÿ îáîéòèñü, ïðèìåíåíà
ñîâðåìåííàÿ ýëåìåíòíàÿ áàçà âåäóùèõ ìèðîâûõ ïðî-
èçâîäèòåëåé. Ñõåìîòåõíèêà ïðîñòà, íî òùàòåëüíî ïðî-
ñ÷èòàíà. Îñîáî ñëåäóåò ïîä÷åðêíóòü ïðèìåíåíèå ÀÖÏ
èíòåãðèðóþùåãî òèïà (äåëüòà-ñèãìà ) äëÿ ïðåîáðàçî-
âàíèÿ ìåäëåííî èçìåíÿþùèõñÿ ñèãíàëîâ (òåìïåðà-
òóðà), ÷òî ïîçâîëÿåò äîñòè÷ü âûñîêîé òî÷íîñòè äàæå
â óñëîâèÿõ ñèëüíûõ ïîìåõ.
Êîíñòðóêòèâíî ÃÀ âûïîëíåíû â óíèôèöèðîâàííûõ
ìåòàëëè÷åñêèõ êîðïóñàõ. Ýëåêòðîïèòàíèå ÃÀ îñóùå-
ñòâëÿåòñÿ îò êîìïüþòåðíîãî èñòî÷íèêà âòîðè÷íîãî
ýëåêòðîïèòàíèÿ (AT èëè ATX, îòëè÷àþùèõñÿ âûñî-
êîé íàäåæíîñòüþ ïðè äëèòåëüíîé íåïðåðûâíîé ðàáî-
òå, à òàêæå íèçêîé ñòîèìîñòüþ).
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. http:/ www.ukranalyt.com.ua.
2. Ìèõååâà È. Ë., Ñòåôàíÿê Â. Â., Ìàåðãîéç Ì. Ä. Ïîñòðîå-
íèå ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëè è îöåíêà ïîãðåøíîñòè ôëóîðåñöåíò-
íîãî ãàçîàíàëèçàòîðà äâóîêèñè ñåðû â àòìîñôåðíîì âîçäóõå / Â
êí.: Ìåòîäû è ñðåäñòâà îáåñïå÷åíèÿ ãàçîàíàëèòè÷åñêèõ èçìåðå-
íèé. � Êèåâ: ÓêðÍÈÈÀÏ, 1983.� Ñ. 42�52.
ÂÛÑÒÀÂÊÈ. ÊÎÍÔÅÐÅÍÖÈÈ. ÑÈÌÏÎÇÈÓÌÛ
Ðîññèÿ, Óäìóðòñêàÿ ðåñïóáëèêà
426069, Èæåâñê, Ñòóäåí÷åñêàÿ, 7, ÈæÃÒÓ,
îòäåë èííîâàöèîííîãî ìàðêåòèíãà
Òåë./ôàêñ (3412) 58-03-99.
E-mail: market@istu.udm.ru
 öåëÿõ îáìåíà îïûòîì è íàêîïëåííîé íàó÷íîé èíôîðìàöèåé ìåæäó ó÷åíûìè âóçîâ
Ðîññèè, Ãåðìàíèè, Ñëîâàêèè, Âåíãðèè, Ñèðèè, Åãèïòà
Èæåâñêèé ãîñóäàðñòâåííûé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò Ìèíèñòåðñòâà îáðàçîâàíèÿ
Ðîññèéñêîé Ôåäåðàöèè ïðè ñîäåéñòâèè ïðîìûøëåííûõ ïðåäïðèÿòèé è Ìèíèñòåð-
ñòâà ïðîìûøëåííîñòè è òðàíñïîðòà Óäìóðòñêîé ðåñïóáëèêè ïðîâîäèò íàó÷íî-
òåõíè÷åñêóþ êîíôåðåíöèþ ñ ìåæäóíàðîäíûì ó÷àñòèåì
�ÈÍÔÎÐÌÀÖÈÎÍÍÛÅ ÒÅÕÍÎËÎÃÈÈ Â ÈÍÍÎÂÀÖÈÎÍÍÛÕ ÏÐÎÅÊÒÀÕ�.
Íà êîíôåðåíöèè ïëàíèðóåòñÿ ðàññìîòðåòü äîêëàäû ïî ñëåäóþùèì îñíîâíûì íà-
ïðàâëåíèÿì:
� èíôîðìàöèîííûå òåõíîëîãèè æèçíåííîãî öèêëà ïðîäóêöèè;
� ìàòåìàòè÷åñêîå, êîìïüþòåðíîå ìîäåëèðîâàíèå òåõíè÷åñêèõ è ñîöèàëüíî-ýêîíî-
ìè÷åñêèõ ñèñòåì;
� èííîâàöèîííûå òåõíîëîãèè â ìàøèíîñòðîåíèè;
� èííîâàöèîííûå òåõíîëîãèè â ðåêëàìå è äèçàéíå;
� èííîâàöèîííûå òåõíîëîãèè â ðàäèîýëåêòðîíèêå è ñâÿçè.
Ê íà÷àëó ðàáîòû ÍÒÊ áóäåò èçäàí ñáîðíèê ìàòåðèàëîâ êîíôåðåíöèè.
ã. Èæåâñê
29�30 ìàÿ 2003 ã.
ÍÀÓ×ÍÎ-ÒÅÕÍÈ×ÅÑÊÀß ÊÎÍÔÅÐÅÍÖÈß
Ñ ÌÅÆÄÓÍÀÐÎÄÍÛÌ Ó×ÀÑÒÈÅÌ
�ÈÍÔÎÐÌÀÖÈÎÍÍÛÅ ÒÅÕÍÎËÎÃÈÈ Â ÈÍÍÎÂÀÖÈÎÍÍÛÕ
ÏÐÎÅÊÒÀÕ�
Ðåêâèçèòû äëÿ ñâÿçè
|