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[工业]拆解日本理研RiKen GP-82便携式可燃气体检测仪并分析工作原理 [复制链接]

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离线goodanytime
 

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只看楼主 倒序阅读 我要置顶 楼主  发表于: 2016-01-14
— 本帖被 發騷友 设置为精华,作者+3000M币+5专家(2016-01-16) —
日本是世界上最早发明燃气报警器的国家,在气体探测器研制、报警器性能上均处于国际领先地位,其中理研(RiKen)、费加罗(FIGARO)是专门研制、生产可燃气体报警器的厂家,他们的产品以采用最先进的传感器、响应快、性能可靠、寿命长而著称。
此次拆解的是理研(RiKen)GP-82型便携式可燃气体检测仪。

一、仪器基本情况
装在皮套中,便于携带。该仪器平时很少使用,保管的较好,成色新:


GP-82型便携式可燃气体检测仪采用接触燃烧方式气体传感器,右边是传感器坚固的金属外罩:


侧面是使用功能区:


仪器使用2节AA(5号)电池:


GP-82技术指标:


二、仪器电路及工作原理
电路原理:见下面电路框图,仪器的传感器采用检测元件(红色)和补偿元件(蓝色)与固定电阻和调零电位器构成检测电路(惠斯通电桥结构)。检测元件与补偿元件结构相同,只是检测元件的铂丝外面涂覆有催化剂,补偿元件作为参比功能、铂丝外面没有涂覆催化剂。仪器通电后,铂丝温度上升至工作温度,空气以自然扩散方式或其它方式到达元件表面。当空气中无可燃性气体时,桥路输出为零。当空气中含有可燃性气体并扩散到检测元件(红色)上时,由于催化作用产生无焰燃烧,使检测元件温度升高,铂丝电阻增大;桥路中的蓝色补偿元件没有催化剂层,遇到可燃气体不能燃烧,其铂丝电阻不变,这样使电桥失去平衡,从而有电压信号输出,这个电压的大小与可燃性气体浓度成正比,信号经放大,模数转换,通过液晶板显示出可燃性气体的浓度。
当被测可燃性气体浓度超过限定值时,通过电压比较器对比分析,控制声光电路,蜂鸣器发生连续声音,发光二极管闪亮,发出报警信号。


工作原理:该仪器属于催化型可燃性气体检测仪。是利用铂丝加热后的电阻值变化来测定可燃气体浓度。当可燃气体进入探测器时,在催化剂作用下,检测元件铂丝表面发生氧化反应(无焰燃烧),其产生的热量使铂丝的温度升高,从而使铂丝的电阻值发生变化,并引起铂丝两端的电压值相应发生变化。这个电信号被送入电路处理,显示出被测可燃性气体浓度。

三、电路主要元件
该机生产日期1984年10月,理研(RiKen)早期产品的标签非常简易,采用不干胶(当年用不干胶标签可是时髦的工艺):


卸下仪器后背中间一颗固定螺丝:


打开后盖,早期的产品,采用分离元件较多:


这是电源模块:


电源模块下面是A/D转换器:


TSC公司的7106CPL是一款专为液晶数字万用表设计的三位半双积分A/D转换器,可以直接驱动液晶显示板:


电路板上,ICL7660CPA是小功率极性反转电源变换器,为电路中的运放提供负电源;三只CA3078AE是2MHz 微功耗单运算放大器,一只作前级放大,一只作电路调理,一只作比较电路(当超过设定值时,发出报警控制信号),绿色的元件是绕线式调零电位器,黄色的元件是报警范围设置电位器:




这是电源开关、报警信号输出插孔:


黑色圆柱体是蜂鸣器,当气体浓度超范围时“滴滴滴”报警:


电路主板背面:


液晶显示器采用插足结构,插在镀金插座内,非常耐用和可靠:


(未完,楼下继续!)
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