Системи і датчики для контролю параметрів зовнішнього середовища

Блок детектування бета випромінювань БДБ-03

Система “ТЕРМОКОНТРОЛЬ”

Система температурного моніторингу ТЕРМОКОНТРОЛЬ виконує вимірювання температури датчиками фірми Dallas Semiconductor, які підключені до персонального комп'ютера через спеціальний адаптер. Комп'ютер контролює значення температури повітря, води і твердих тел. Різні версії програм дозволяють підключати в одну послідовну 3-х провідну лінію від 1 до 2000 датчиків контролю.

Відстань до датчиків визначається використовуваним проводом і електромагнітною обстановкою в зоні лінії. Для неекранованого проводу довжина лінії в офісних приміщеннях обмежується 100 метрами. Якщо застосувати екрановані проводи, - то до 1 кілометра.

Технічні характеристики:

1. Кількість датчиків від 1 до 2000 датчиків

2. Межі виміру - від -55 до +125 градусів Цельсія для датчиків DS1820

3. Точність виміру 0.1-2 градуса Цельсія

4. Час зчитування даних - від 0.2 до 50 секунд, залежить від кількості датчиків і точності

5. Відстань до датчиків - 50-100 метрів без екранованої лінії і до 1000 метрів в екрані

6. Лінія 3-х провідна з напругою живлення 5 вольтів від комп'ютера

Вимоги до ПК:

Сумісність з IBM PC і наявність стандартного послідовного СОМ порту

Функціональні можливості програмного забезпечення

- індикація температури в цифровому або лінійному виді на екран ПК;

- запис даних у файл і в оперативну пам'ять ПК;

- сигналізація перевищення заданої верхньої і нижньої температури ;

- зміна часу зчитування датчиків і запису даних у файл звіту;

- виправлення показань до вимірів датчиків від -20 до +20 гр. Цельсія;

 - архівація накопичених даних і представлення їх у форматах редактора Excel

 - доступ з мережного оточення до вимірюваних даних при роботі під Windows

Склад комплекту системи ТЕРМОКОНТРОЛЬ+

- адаптер СОМ-порту

 - датчик DS1820

- програмне забезпечення

Програмне забезпечення системи працює під керуванням операційних систем Windows 95/98/NT/2000/XP

Приклади використання

1.  Звичайний термометр у будинку і на вулиці, в офісі або на виробництві і підприємстві. Аналог шкільного щоденника погоди.

2.  Склад швидкопсувних продуктів. Комп'ютер використовується для контролю продажів, обліку товарів і температурного стану складу продавцем і директором. Продавець працює з продажу, а ПК стежить за температурою на складі. Або двері забули закрити або холодильник погано холодить і т.д.

3.  Склади тривалого, добового і тимчасового збереження. Комп'ютер знаходиться на посаді охорони і працює тільки на термоконтроль складів. Можна використовувати самий простий комп'ютер і чорно-білий монітор. Охорона спостерігає, охороняє і паралельно контролюється температура складів. Звіт за зміну не дозволить навіть тимчасово порушити їхню температуру. При аналізі контрольних карт можна виявити і пророчити можливий вихід холодильного устаткування з ладу.

4.  Готель ЛЮКС 5 зірочок. Температуру в номерах незалежно від постояльців буде знать і черговий адміністратор.

5.  Сільське господарство і тваринництво: теплиці, оранжереї, пасіки, курятники (птицефабрики), льохи й інші житлові і нежилі приміщення, температура яких важлива в їхній діяльності.

6.  Медицина й охорона здоров'я: точність і швидкість датчиків дозволяють вимірити температуру людини.

7.  Виробництво: контроль якості продукції, що випускається, і технологічних процесів дозволяє зменшити втрати від браку.

Вартість необхідного устаткування

Вартість лінії оцінюється аналогічно вартості розкладки кабелю мережі комп'ютерів і в залежності від типу використовуваного кабелю.

Вартість програмного забезпечення

Програма призначена для контролю і спостереження за температурою і вологістю різних об'єктів або середовищ, в які будуть поміщені датчики. Дана програма дозволяє візуально спостерігати за змінами, що відбуваються, а також контролювати перебування зазначених параметрів у нормі, попереджаючи звуковим сигналом, якщо буде потрібно. Вимірювання вологості засноване на психрометричному принципі, тобто використовується сухий і вологий термометр. Програма працює з цифровими термометрами DS1820, DS18S20 фірми Dallas Semiconductor через адаптер мережі MicroLan, що підключається до послідовного порту.

Застосування:

Починаючи від підтримки кліматичних умов різних сховищ, інкубаторів, контролем температурних режимів висококласної аудіоапаратури і закінчуючи спостереженнями за погодними умовами зі збереженням даних для подальшої їхньої обробки, тобто в будь-яких місцях, де задовольняє діапазон вимірюваних температур і погрішність термометра.

В обчислювальній техніці даний програмно-апаратний комплекс може використовуватися для температурного контролю пристроїв, здатних до перегріву внаслідок розсіювання великої потужності (центральний процесор, процесор відео-контролера і т.п.) або механічно самонагріваючих пристроїв - вінчестерів з великою кількістю оборотів шпинделя (7200про/хв. і вище). Так само можна контролювати температуру усередині і зовні корпуса, для виявлення причин підвищеного нагрівання і, відповідно, підвищення імовірності виникнення помилок обчислювальної техніки.

Домашній термометр - ви сидите за комп'ютером, кидаєте погляд на показання і вирішуєте як одягтися, виходячи на вулицю, і взагалі, чи варто туди йти. До того ж, не завжди розглянеш показання звичайного вуличного термометра за вікном, покритим красивими зимовими візерунками.

Основні можливості програми:

Автоматичне перебування підключених датчиків по команді

Індивідуальні настроювання сигналізації для кожного датчика

Два режими опитування, що дозволяють працювати як з датчиками, що використовують паразитне живлення, так і з датчиками з зовнішнім живленням

Відображення вимірюваних параметрів на графіку для більш зручної оцінки їхніх змін

Видача обраного для кожного об'єкта звукового сигналу

Ведення лог-файла, що може бути корисний для подальшого аналізу і збору статистики

Обчислення середньої температури в приміщенні при многоточковому контролі

Відображення вимірюваних параметрів у системному треє для одного з датчиків

Програма розрахована на роботу під керуванням ОС Windows 95, 98, 2000, NT4 (потрібно Servis Pack 3 або вище)

Цифровий термометр DS18S20 (DS1820)

DS18S20 (DS1820) - цифровий термометр з однопровідним інтерфейсом у стандарті MicroLAN, діапазон вимірюваних температур від -55°С до +125°С. Абсолютна погрішність перетворення менше 0,5°С в діапазоні контрольованих температур від -10°С до +85°С (для DS1820 - 0,5°С в діапазоні від 0°С до +70°С). Результуюче значення температури зчитується з приладу як дев’ятирозрядне слово. Максимальний час повного перетворення ~750мс (для DS1820 - ~500мс). Вузол 1-Wire- інтерфейсу приладу організований таким чином, що існує теоретична можливість адресації необмеженої кількості подібних пристроїв на одній однопровідній лінії. Термометр має індивідуальний 64-розрядний реєстраційний номер (груповий код 010Н) і забезпечує можливість роботи без зовнішнього джерела живлення, тільки за рахунок паразитного живлення однопровідної лінії. Живлення приладу через окремий зовнішній вивід виробляється напругою від 3,0В до 5,5В. Термометр розміщується в транзисторному корпусі TO-92. До комп'ютера датчик може підключатися через адаптер RS-232 to Micro-LAN (1-Wire). Керування термометром і зчитування даних з його здійснюється за допомогою спеціальної програми.

Даний тип приладів зареєстрований у Державному реєстрі засобів вимірюваня під №23169-02 і допущений до застосування в Російській Федерації

3. Вимірювальні перетворювачі температури і вологості

а) Вимірювальні перетворювачі температури і вологості серії ИПТВ 056

Вимірювальні перетворювачі температури і вологості серії ИПТВ 056 призначені для перетворення значення відносної вологості і температури газових середовищ у безперервний лінійний електричний сигнал 0...5 … 5 мА за ДСТ 26.011-80.

Області застосування ИПТВ:

хлібопекарська промисловість; м’ясопереробка; деревообробка;

енергетика – вимір вологості природного газу, вологість димових газів, зміст вологи у водні;

системи штучного клімату – контроль вологості.

У залежності від призначення ИПТВ 056 поставляються в загальпромисловому і вибухобезпечному (ОEхіа ІІСТ6Х) виконанні, у варіанті настінного монтажу і монтажу канального.

Прилади внесені до державного Реєстру засобів виміру РФ (№2860)

Принцип виміру вологості заснований на зміні електричної ємності чуттєвого елемента і перетворенні цієї зміни в електричний сигнал з урахуванням компенсації температурної залежності.

Температура вимірюється термоперетврювачем опору типу Pt 100 фірми Sensikon. Конструктивно чуттєвий елемент (сенсор) вологості і термоперетворювач опору Pt 100 захищені від пилу, смоли, пар олії і т.д. спеціальним захисним ковпачком.

Технічні характеристики ИПТВ

*Діапазон перетворень температури 0...100

Конструктивні особливості ИПТВ.

б) Вимірювальні перетворювачі температури і вологості серії ИРТВ 5215

ИРТВ 5215 у комплекті з ИПТВ 056 призначений для виміру і регулювання температури і вологості в різних технологічних процесах. ИРТВ 5215 є конструктивним і функціональним аналогом вимірювальних приладів ряду фірм Західної Європи

• У ИРТВ 5215 як первинний перетворювач застосовується вимірювальний перетворювач температури і вологості ИПТВ 056, до складу якого входять ємнісної чуттєвий елемент відносної вологості і термометр опору Pt 100, Pt 500.

• Крім функцій виміру параметрів t° і RH°/о прилад ИРТВ 5215 здійснює функції сигналізації (регулювання) релейного типу або безперервне регулювання температури і вологості по витраті пари.

• Опис пристрою ИПТВ 056, принципу дії, параметрів і характеристик, а також зведення, необхідні для правильної експлуатації, утримуються в документації на ИПТВ 056.

• Живлення перетворювача ИПТВ 056 здійснюється від убудованого в ИРТВ 5215 блоку живлення.

Умови експлуатації

ИРТВ 5215 експлуатується в закритих приміщеннях (категорія 4) при наступних кліматичних впливах:

- температура навколишнього повітря -10 ... +50 °С;

- відносна вологість навколишнього повітря при температурі 35 °С до 95°/про;

- навколишнє середовище не повинне бути вибухонебезпечне, не повинна містити сольових туманів, струмопровідного пилу, агресивних газів і пар у концентраціях, що руйнують метал і ізоляцію.

Технічні характеристики

Тип первинного перетворювача ИПТВ 056/М

Вихід регулятора температури "сухий контакт" 250Вх10А

Убудований вимірювальний перетворювач по температурі (за замовленням):

вихідний уніфікований сигнал, ма. 0...5 або 4...20

Вихід регулятора вологості "сухий контакт" 250Вх10А

Убудований вимірювальний перетворювач по вологості:

вихідний уніфікований сигнал, ма. 0...5 або 4...20

Габаритні настановні розміри (мм):

передня панель (по D1N 43700)

монтажна глибина 180

виріз у щиті 86х86

Габаритні розміри робочої частини відповідно до вказівок, приведеними в його паспорті.

4. Перетворювачі вимірювальні тиску

а) Перетворювачі вимірювальні тиску АИР 2 - інтелектуальні датчики нового покоління

Призначені для виміру абсолютного (АИР 2А), надлишкового (АИР 2И) тиску, а також різниці тисків (АИР 2Р) у газах і рідинах. Застосовуються в системах автоматичного контролю, регулювання і керування технологічними процесами. Наявність убудованого мікроконтролера істотно розширює функціональні можливості датчиків, поліпшує їхні метрологічні характеристики, полегшує калібрування і зменшує витрати на експлуатацію.

Функціональні особливості АИР 2

·  висока точність виміру

·  мала додаткова погрішність, викликана зміною температури навколишнього середовища

·  до 8-и діапазонів перетворення, що переключаються

·  зміна одиниці виміру (МПа або кгс/см2)

·  запам'ятовування позаштатних ситуацій (перевантаження, перегрівши) для цілей подальшої перекалібровки

·  перетворення вимірюваного тиску в кодовий сигнал ASC II на базі інтерфейсу RS232

·  можливість створення датчиків з високої (15-20-кратної) здатністю до перевантаження

Технічні характеристики АИР 2

Висновок

Отже, в ході науково-дослідної роботи на тему “Системи і датчики для контролю параметрів зовнішнього середовища” було розглянуто багато можливих варіантів представлення цих пристроїв, вивчені прайси багатьох фірм-виробників систем і датчиків. Звичайно, розглянувши цю тему , я зрозуміла, що існує непогана технічна база для контролювання необхідних параметрів. Датчики - одна з основ автоматики. Датчики - це органи почуттів автоматичної системи. Невірний вибір датчиків може привести до того, що система стане ''сліпою'' і ''глухою''. Датчики надають інформацію про поточний стан об'єкта керування на верхньому рівні автоматичної системи. Якість і надійність роботи автоматичної системи неможливо забезпечити без достовірної і повної інформації про поточний стан об'єкта керування, за який відповідають датчики. Вибір типів датчиків, їхньої кількості, місця і способу монтажу є досить складною задачею. Я намагалася розглянути у своїй роботі найефективніші та найпотрібніші системи і датчики. Але, не слід зупинятися на досягнутому, адже завжди залишається, що вдосконалювати і, на щастя, кому це робити. Тому, з кожним роком ця робота могла б ставати повнішою, а характеристики приладів ще кращими.

Список використаної літератури:

1.  www.aspect.ru

2.  www.beta.ru

3.  www.bigmax.ru

4.  www.dallassemiconductor.com

5.  www.it.marka.net.ua

6.  www.ntcrion.spb.ru

7.  www.termo.servix.ru

8.  О.Г. Лялюк, Г.С. Ратушняк. Моніторинг атмосферного повітря. /Навч.пос.- Вінниця: ВДТУ, 1998.- 94с.

9.  Охрана окружающей среды под ред.С.А. Брылова