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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Suche Schadgas Sensoren


Autor: Michael T. (michelback)
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Hallo zusammen,

ich möchte µC-basiert folgende Schadgase (möglichst selektiv) 
detektieren:

SOx: also SO und SO2
NOx: also NO und NO2

Leider finde ich keine passenden Sensoren dazu. Hat da vielleicht jemand 
eine Idee wo ich suchen könnte? Hab mich schon Tot-gegooglet und finde 
einfach keine ICs, sondern nur komplettlösungen.

Falls möglich sollten die Sensoren wenig Strom verbrauchen und in einem 
weiten Temperaturbereich einsetzbar sein (-40°C bis 125°C, aber das wird 
wohl nix).
Bisher hab ich folgende HP gefunden, bin aber damit noch nicht ganz 
zufrieden:
http://www.e2v.com/products/Sensors/gas-sensors/

Ich bin über alle Tipps dankbar!!!

Grüße,
Michael

Autor: Harry Up (harryup)
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hi,
wenn die Gase in einer Mischung mit Luft oder anderen Gasen auftreten, 
lässt sich ihre 'Identität' sowie ihre quantitativen Anteile fast nur 
über ihr gastypisches Absorbtionsspektrum ermitteln.
Ich habe vor Urzeiten mal Co, Co2 und auch ein wenig Stickoxyde auf 
diese Weise in Gasmischungen nachgewiesen, es war damals schwierig, weil 
keine Emitter eines bestimmten IR- oder UV-Spektrums verfügbar waren.
Möglicherweise gibt es heutzutage LEDs, die das komplette 
Absorbtionsspektrum abdecken können (nicht eine einzelne, eher eine 
'Lichterkette' von IR bis UV), dann könntest du den Nachweis mit 
einigermaßen vetretbarem Aufwand mit einem breitbandigem Fototransistor 
realisieren.
Grüssens, harry

Autor: oszi40 (Gast)
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Autor: DerElektrischeReiter (Gast)
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Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Figaro-Gassensoren hat anscheinend nichts
http://www.figaro.co.jp/en/make_html/item_2_sen_112215.html
http://www.figarosensor.com/gaslist.html
weder Stickoxide noch Schwefeloxide wenn ich recht sehe. Stickstoff 
unter Ammonium, aber Schwefel nur als Schwefelwasserstoff

Autor: Olaf (Gast)
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> Ich bin über alle Tipps dankbar!!!

Man kann dich nicht tippen solange du nicht weisst welche
Genauigkeit, Konzentration und Messgeschwindigkeit du brauchst.

Olaf

Autor: Gas-Schnüffler (Gast)
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Die Materie kenne ich gut, die Hersteller der Sensoren, besonders der 
Elektrochemischen Sensoren, die Deine Gase locker messen können, werden 
Dir kaum Sensoren ohne Geräte verkaufen.

Selbermachen, VERGISSS das, die zum Test nötigen Einrichtungen z.B. 
Testgase etc. kann kein Hobbybastler bereitstellen! Teilweise auch nicht 
ungefährlich! Es ist lange nicht mit Sensor an µP, Sensorsignal messen,
anzeigen, getan. Die Meßtechnik ist alles andere als trivial (kenne sie 
sehr gut), mehr darf ich dazu nicht sagen, bin zu sehr mit der Thematik 
als Entwickler belastet.

Nochmal VERGISS das, kaufe Dir was Fertiges und Aus. Das funktioniert 
zuverlässig und sicher.

Schau mal bei "Compur" oder "Dräger", um zwei seröse Anbieter zu nennen.
Beide Unternehmen sind viele Jahre auf diesem Gebiet tätig.

Autor: michelback (Gast)
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Vielen Dank an alle für eure Antworten.

@Gasschnüffler:ich weiß dass du recht hast, aber ich will trotzdem 
versuchen einige Gassensoren an einen µC zu hängen :) Die Testkammer 
kann wahrscheinlich bereit gestellt werden, da es sich bei dem Thema um 
ein Projekt an der Uni handelt. Es soll keine Bastelei werden :) 
Allerdings befürchte ich dass das wirklich nicht so einfach geht. e2V 
bietet einige Sensoren an. Für die Gase die ich detektieren möchte gibt 
es dort EC- und MISC-Sensoren. Ich würde mich eher für die 
Elektrochemischen (EC) interessieren, da diese weniger Strom benötigen. 
Die MISC benötigen ja schon über 20mA, um den Widerstand aufzuheizen, 
über den dann gemessen wird. Da ich meine Messschaltung aber mit 
Batterie betreiben möchte ist dieser Stromverbrauch zu hoch.

@Olaf: die Sensoren sollen Gase im Auto detektieren. Es geht darum Gase 
zu detektieren, die auf die Elektronik im Auto einwirken. Die Elektronik 
ist in Gehäusen verbaut, die meistens relativ dicht sind. Die Gehäuse 
befinden sich hauptsächlich im Motorraum. Ich möchte messen, zu welchem 
Anteil innerhalb eines Gehäuses die genannten Gase auftreten, also auf 
die Elektronik einwirken. Leider hab ich keinen Anhaltspunkt welche 
Genauigkeit und Konzentration ich dafür brauche. Vielleicht hast du da 
ja mehr Erfahrung? Messgeschwindigkeit kann meinetwegen bis zu 40 
Sekunden dauern.

Beste Grüße,
Michael

Autor: 5volt (Gast)
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Die Testgase sind auch nicht so ein Problem, wenn sie nicht allzu rein 
sein müssen:
Stickoxide kann man z.B. mit einem Lichtbogen an Luft erzeugen.
Die hohe Temperatur des Lichtbogens sorgt dafür, dass der Stickstoff der 
Luft z.T. mit dem Sauerstoff reagiert. Damit entstehen Stickoxide (NOx).
Mach das aber nur, wenn du Kenntnisse über den richtigen Umgang mit 
Hochspannung hast!

SO2 entsteht bei der Verbrennung von Schwefel. Schwefel kann man in der 
Apotheke oder Drogerie kaufen.

Autor: Gas-Schnüffler (Gast)
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@5Volt
Testgase kein Problem??????

Die Reinheit laasen wir mal außen vor........
Aber wie willst Du sicher stellen, daß Du die gewünschte Konzentration
von z.B. 10ppm hast???? Wenn Du den Sensor bzw. Deine Schaltung testen 
willst sollte wenigstens das Testgas stimmen!
Testgase in Konzentrationen um 1..2 MAK kann man bei Firmen wie z.B. 
Linde käuflich erwerben, mit zertifizierter Konzentration, da ist man 
auf der Sicheren Seite. Diese Gase werden auch von Anwendern der 
Meßgeräte für Testzwecke verwendet.


@Michael T
Wenn es ums Strom-Sparen geht, nimm Elektrochemische Sensoren!

Die liefern, wenn auch z.T. sehr wenig (z.T. nA und weniger) Strom, 
proportional der Gaskonzentration. Den nötigen I-U-Wnadler baust Du am 
besten mit Chopper-Opamps auf. Da gibt es keine Offset-Probleme u.ä.; 
von der Geschwindikeit reichen die locker. Mit OPs von Linear Technology 
oder Analog-Devices hatte ich noch nie Ärger, mit Billig-Schrott jedoch 
regelmäßig.

Gruß

Gas-Schnüffler

Autor: Michael T. (michelback)
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Hallo zusammen,

ich bins nochmal. Neben e2V gibt es noch alphasense, die ebenfalls 
diverse Gassensoren anbieten, für alle die es interessiert. Allerdings 
ist die Dokumentation bei alphasense übersichtlicher und die Graphen 
sind besser dargestellt.

Leider verstehe ich nicht so ganz wie bei alphasense die cross 
sensitivity angegeben wird. Ich habe mal ein Datenblatt eines 
SO2-Sensors angehängt.
Da steht bei Cross sensitivity für H2S <-350. Wie ist das zu verstehen? 
Was soll das Minuszeichen aussagen? Keine Cross-Sensitivity? Ich wäre 
dankbar, wenn mir jemand die Aussage dieser Schreibweise erklären kann.

Grüße,
Michael

Autor: Michael T. (michelback)
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So da bin ich wieder,

ich beantworte meine letzte Frage erstmal selbst für die Nachwelt:
steht bei der cross sensitivity ein "-" dabei, so heißt das, dass die 
tatsächlich vorherrschende Konzentration des zu detektierenden Gases 
nicht vollständig erfasst wird.
Beispiel: mit einem H2S-Sensor möchte man H2S messen. Tritt dabei ein 
anderes gas(zb CL2) mit einem Cross sensitivity wert von -5ppm auf, so 
heißt das, dass der Sensor 5ppm weniger H2S detektiert als tatsächlich 
vorhanden ist.

So nun aber zu meinen Fragen:

Bei meinen Gassensoren muss ich 2x negative und 2x positive Ströme 
verstärken. Im Anhang ist ein pdf (ANN 105-03) angehängt, dass die 
benötigte Schaltung zeigt. Als Op-Amp würde ich gerne den AD8609 
verwenden, der die in ANN105-03 benötigten Eigenschaften erfüllt (denke 
ich zumindest, oder täusche ich mich?). Da ich insgesamt 4 Gassensoren 
verwende benötige ich 2 mal den AD8609.

Problem bei der ganzen Sache ist, dass ich eine dual supply brauche um 
eben die negativen Potentiale zu verstärken. Da meine Schaltung aber mit 
2,5V betrieben werden soll (3,6V-Batterie und MAX8902B von Maxim) , weiß 
ich nicht, wo ich die -2,5V für dual supply der AD8609 herbekommen soll. 
Hat da jemand eine Lösung für mich???

Die 4 Ausgänge der Op-Schaltung sollen dann an einen ADC eines µC 
angeschlossen werden.

Vielen Dank schonmal!!!
Grüße
Michael

Autor: Michael T. (michelback)
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Hallo,

Wieder mal für die Nachwelt: Zur Erzeugung der dual-supply aus einer
single-supply für den OP-Amp habe ich mir jetzt den ADM8829 rausgesucht.
Damit wäre das Thema der -2,5V auch vom Tisch.

Im anhang ist eine Zeichnung, die einen p-kanal Jfet (Q1) zeigt. Er soll
im ausgeschalteten Zustand (UG=0) einen Stromfluss zwischen der
reference electrode und der Working Elektrode herstellen, damit die
beiden Elektroden gleiches Potential haben. Wird die Schaltung
eigeschaltet, sperrt der JFET.

Meine Fragen:
für den JFET wird die Reihe J175  J176  J177 vorgeschlagen. Bisher
habe ich mich nur ein wenig in die p-Kanal-geschichte eingelesen. Ich
möchte gerne 2,5V an +V im Bild anlegen. Wie groß muss ich den
Widerstand zwischen +V und dem Gate wählen? in der Zeichnung wird 1MOhm
angegeben. Das heißt bei mir würden 2,5µA strom fließen. Muss der Strom
begrenzt werden um Q1 zu schützen, oder hält Q1 das aus? welche
Bezeichnung des Stroms ist das der da fließt (Igss?)?

Noch zum Verständnis:
Im datenblatt wird Vgs(off) angegeben, also die Gate-source Cutoff
Voltage. Wenn ich das richtig verstanden habe, ist das die Spannung die
angelegt werden muss, damit der JFET sperrt. Für den J176 wird der
MIN-Wert von Vgs(off) mit 1,0V und der MAX-Wert mit 4,0V angegeben. wenn
ich jetzt 2,5V anlege müsste er also sperren, oder?

Grüße,
Michael

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