سنسور نیمهرسانای MQ-2 برای گازهای قابل اشتعال
ماده حساس سنسور گاز MQ-2، SnO2 است که در هوای تمیز دارای مقاومت کمتری میباشد. وقتی گاز قابل اشتعال هدف وجود داشته باشد، مقاومت سنسور با افزایش غلظت گاز بالا میرود. لطفاً از یک مدار الکتریکی ساده استفاده کنید تا تغییرات مقاومت را به سیگنال خروجی متناظر با غلظت گاز تبدیل کنید.
سنسور گاز MQ-2 حساسیت بالایی به گازهای LPG، پروپان و هیدروژن دارد و همچنین میتواند برای متان و سایر بخارهای قابل اشتعال استفاده شود. این سنسور هزینه پایین و طول عمر بالا دارد و برای کاربردهای مختلف مناسب است.
پیکربندی مشخصات
حساسیت خوب به گازهای قابل اشتعال در دامنه وسیع
حساسیت بالا به گازهای LPG، پروپان و هیدروژن
طول عمر طولانی و هزینه پایین
مدار راهاندازی ساده
کاربردها
آشکارساز نشت گاز خانگی
آشکارساز گاز قابل اشتعال صنعتی
آشکارساز گاز پرتابل
مدار تست پایهای سنسور بالا نشان داده شده است.
این سنسور نیاز به دو ولتاژ دارد:
ولتاژ هیتر (VH)
ولتاژ تست (VC)
VH برای تأمین دمای کاری مناسب برای سنسور استفاده میشود، در حالی که VC برای اندازهگیری ولتاژ (VRL) روی مقاومت بار (RL) که بهصورت سری با سنسور قرار دارد، استفاده میشود. سنسور دارای قطبیت ضعیفی است، بنابراین VC نیاز به منبع تغذیه DC دارد. همچنین، VC و VH میتوانند از یک مدار تغذیه مشترک استفاده کنند، به شرطی که عملکرد سنسور تضمین شود.
برای بهبود عملکرد سنسور، مقدار مناسب RL مورد نیاز است.
توان حساسیت بدنه (Ps) به صورت زیر محاسبه میشود:
Ps=Vc2 ×Rs/(Rs+RL)2
شکل 1 نشاندهنده ویژگیهای حساسیت معمولی سنسور MQ-2 است، که محور عمودی نشاندهنده نسبت مقاومت سنسور (Rs/Ro) و محور افقی غلظت گازها است. Rs نشاندهنده مقاومت سنسور در گازهای مختلف است و Ro نشاندهنده مقاومت سنسور در 1000ppm بوتان است. تمامی آزمایشها تحت شرایط استاندارد انجام میشوند.
شکل 2 نشاندهنده ویژگیهای معمولی دما و رطوبت است که محور عمودی نشاندهنده نسبت مقاومت (Rs/Ro) سنسور و محور افقی دما و رطوبت مختلف است. Ro مقاومت سنسور در محیط با 1000ppm متان و در دمای 20 درجه سانتیگراد و رطوبت 65٪ است.
ساختار و پیکربندی سنسور گاز MQ-2 به شکل شکل 3 نشان داده شده است. سنسور از یک لوله سرامیکی میکرو AL2O3، لایه حساس Tin Dioxide (SnO2)، الکترود اندازهگیری و هیتر تشکیل شده است که درون یک پوشش پلاستیکی و شبکه استیل ضدزنگ قرار گرفتهاند. هیتر شرایط لازم برای عملکرد اجزای حساس را فراهم میکند. سنسور MQ-2 دارای 6 پین است، که 4 پین آنها برای دریافت سیگنالها استفاده میشوند و 2 پین دیگر برای تأمین جریان گرمایی به کار میروند.
اطلاعیه
شرایط زیر باید از آن اجتناب شود:
1.1 در معرض بخار سیلیکون آلی قرار گرفتن
بخار سیلیکون باعث از کار افتادن سنسورها میشود. باید از قرار گرفتن سنسور در معرض چسبهای سیلیکونی ، فیکسچر، لاتکس سیلیکون، بتونه یا محیطهای پلاستیکی حاوی سیلیکون جلوگیری شود. این مواد میتوانند در شرایط خاص (مانند حرارت یا رطوبت) بخارهایی تولید کنند که برای سنسورها مضر هستند.
بخار سیلیکون آلی میتواند روی سطح سنسورها رسوب کند و عملکرد آنها را مختل کند. این رسوبات ممکن است باعث کاهش حساسیت سنسورها، ایجاد خطا در اندازهگیریها یا حتی از کار افتادن کامل سنسورها شوند.
ساختمان هایی که رنگ کاری انجام میشود قبل رنگ کاری باید ددکتور های دود را باز کرد و بعد عملیات رنگ و دو سه روز بعد نصب نمود چون بوی رنگ و تینر برای سنسور مضر میباشد و کسانی که به ساختمان های تازه ساخت رفته باشند مشاهده میشود روی سنسور ها یک محافظ نایلون هست که از گرد غبار و … محافظت میکند البته بهتر است سیم کش ساختمان بعد دو سه روز بعد کچ کاری عملیات نصب سنسور ها را انجام دهد و باعث نشود رطوبت محیط باعث صدمه به سنسور شود .
1.2گازهای خورنده با غلظت بالا High Corrosive Gas
اگر سنسورها در معرض گازهای خورنده با غلظت بالا (مانند H2S2 سولفید هیدروژن _ اکسیدهای گوگرد SOX_ کلر Cl2_ HCl هیدروژن کلرید و غیره) قرار گیرند، نه تنها باعث خوردگی ساختار سنسور میشود، بلکه موجب کاهش شدید حساسیت آن نیز خواهد شد. این گازها میتوانند با مواد موجود در سنسورها واکنش شیمیایی داده و باعث تخریب آنها شوند.
1.3 آلودگی توسط آلکالی، نمکهای فلزات قلیایی و هالوژنها
عملکرد سنسورها به شدت تحت تأثیر قرار خواهد گرفت اگر سنسورها به نمکهای فلزات قلیایی به ویژه آبنمک یا هالوژنها مانند فلورین آلوده شوند.
مواد قلیایی (مانند سدیم هیدروکسید) و نمکهای فلزات قلیایی (مانند نمک طعام یا NaCl) میتوانند روی سطح سنسورها رسوب کنند.و هالوژنهایی مانند فلوئور (F_ کلر (Cl)_برم (Br) _ید (I) میتوانند با مواد سنسورها واکنش شیمیایی دهند. و باعث تغییر در عملکرد آنها شوند.
1.4 تماس با آب
حساسیت سنسورها زمانی که به آب پاشیده یا غوطهور شوند، کاهش مییابد.
1.5 یخزدگی
باید از یخزدگی سطح سنسور جلوگیری شود، در غیر این صورت سنسور حساسیت خود را از دست خواهد داد.
1.6 ولتاژ اعمالی بالا
ولتاژ اعمالی به سنسور نباید از مقدار معین بالاتر باشد، در غیر این صورت ممکن است موجب آسیب به خط یا هیتر شود و ویژگیهای حساسیت سنسور تغییر کند
1.7 ولتاژ در پینهای اشتباه
برای سنسور 6 پینی، اگر ولتاژ به پینهای 1، 3 یا 4، 6 اعمال شود، باعث قطع شدن لیدها میشود و هنگامی که به پینهای 2، 4 ولتاژ اعمال شود، سیگنالی دریافت نخواهد شد.
شرایط زیر باید اجتناب شود:
2.1 میعان آب
در شرایط محیطی، میعان جزئی آب میتواند تأثیر کمی روی عملکرد سنسور داشته باشد. با این حال، اگر میعان آب بر روی سطح سنسور باقی بماند و مدت زمانی حفظ شود، حساسیت سنسور کاهش خواهد یافت.
میعان آب (Water Condensation):
میعان آب زمانی اتفاق میافتد که رطوبت هوا بهاندازهای بالا باشد که بخار آب موجود در هوا به قطرات آب روی سطوح سرد تبدیل شود.
این پدیده معمولاً در محیطهای مرطوب یا زمانی که دمای سنسور پایینتر از نقطه شبنم (dew point) باشد، رخ میدهد.
تأثیر بر سنسورها:
تأثیر جزئی: اگر میعان آب بهصورت جزئی و موقت باشد، ممکن است عملکرد سنسورها را کمی تحت تأثیر قرار دهد.
تأثیر جدی: اگر قطرات آب روی سطح سنسورها تشکیل شود و برای مدتزمان طولانی باقی بماند، میتواند باعث کاهش حساسیت سنسورها یا حتی آسیب دائمی به آنها شود.
راهحلها:
استفاده از محافظهای ضد آب یا ضد رطوبت برای سنسورها.
کنترل رطوبت و دما در محیطی که سنسورها نصب شدهاند.
اجتناب از نصب سنسورها در مکانهایی که احتمال میعان آب وجود دارد.
2.2 استفاده در غلظت بالای گاز
خواه سنسور برقدار باشد یا نباشد، اگر برای مدت طولانی در غلظت بالای گاز قرار گیرد، ویژگیهای سنسور تحت تأثیر قرار خواهد گرفت. مثلا تست با گاز مستقیم فندک _یا هر نوع گاز _ دود کاغذ _ سیکار
2.3 نگهداری طولانی مدت
مقاومت سنسور در صورت نگهداری طولانی مدت بدون برقگذاری دچار انحراف برگشتپذیر خواهد شد، این انحراف بستگی به شرایط نگهداری دارد. سنسورها باید در محیطی بسته و بدون کیسه سیلیکون با هوای تمیز نگهداری شوند. برای سنسورهایی که برای مدت طولانی بدون برقگذاری نگهداری شدهاند، باید زمان بیشتری برای ثبات قبل از استفاده در نظر گرفته شود.
2.4 قرارگیری طولانی مدت در معرض محیطهای نامساعد
خواه سنسور برقدار باشد یا نباشد، اگر برای مدت طولانی در معرض محیطهای نامساعد مانند رطوبت بالا، دمای بالا یا آلودگی زیاد قرار گیرد، عملکرد سنسور به شدت تحت تأثیر قرار خواهد گرفت.
2.5 لرزش
لرزش مداوم باعث کاهش پاسخدهی سنسور و در نهایت شکست آن خواهد شد. در حین حمل و نقل یا در خط مونتاژ، استفاده از پیچگوشتیهای پنوماتیکی یا دستگاههای جوش اولتراسونیک میتواند باعث این لرزشها شود.
2.6 تکان شدید
اگر سنسور با تکان شدید مواجه شود، ممکن است منجر به قطع شدن سیمهای لید آن گردد.
2.7 استفاده
برای سنسور، لحیمکاری دستی بهترین روش است. در صورتی که از لحیمکاری موجی استفاده شود، باید شرایط زیر رعایت شود:
2.7.1 flux لحیمکاری: flux لحیمکاری رزینی با حداقل مقدار کلر
2.7.2 سرعت: 1-2 متر در دقیقه
2.7.3 دمای پیشگرمایش: 100±20℃
2.7.4 دمای لحیمکاری: 250±10℃
2.7.5 1 بار عبور از دستگاه لحیمکاری موجی
اگر شرایط استفاده بالا رعایت نشود، حساسیت سنسور کاهش خواهد یافت.
فلوکس رزینی به دلیل داشتن کمترین مقدار کلر، برای لحیمکاری قطعات الکترونیکی مناسبتر است و خطر آسیب به قطعات را کاهش میدهد
توضیحات:
فلاکس لحیمکاری (Soldering Flux):
فلاکس مادهای است که در فرآیند لحیمکاری استفاده میشود تا اکسیدها و ناخالصیها را از سطح فلزات و برد مدار چاپی پاک کند و چسبندگی لحیم را بهبود بخشد.
فلاکس رزینی (Rosin Flux):
فلاکس رزینی نوعی فلاکس است که از رزین طبیعی (معمولاً از درخت کاج) ساخته میشود. این نوع فلاکس برای لحیمکاری الکترونیکی بسیار رایج است.
کلر (Chlorine):
کلر یک عنصر شیمیایی است که در برخی فلاکس وجود دارد. وجود کلر میتواند باعث خوردگی و آسیب به قطعات الکترونیکی شود.
کمترین مقدار کلر:
فلاکس رزینی به طور طبیعی حاوی کمترین مقدار کلر است، بنابراین برای کاربردهای الکترونیکی ایمنتر است و احتمال خوردگی را کاهش میدهد.
منبع :دیتاشیت قطعه
