Лукашенко А.Г., Юпин Р.Є., Хилько Ю.В., Мазука В.В., Больбот А.Ю.

д.т.н., проф. Лукашенко В.М.

Черкаський державний технологічний університет

Спеціалізований процесор для ГАЗОАНАЛІЗАТОРА

Розробка спеціалізованого комплексу, що керує роботою термохімічного газоаналізатора з високою швидкодією, малими апаратурними затратами та вартістю, високою надійністю, малою енергоємністю для систем контролю – є актуальною задачею.

Аналіз існуючих пристроїв показав, що одні газоаналізатори мають вузькі функціональні можливості, а інші мають або великі масу і габарити, або морально застаріли.

В роботі запропоновані два схемотехнічних рішення побудови газоаналізаторів для контролю довибухонебезпечних концентрацій вуглекислого газу, метану, пропану в повітрі, які відповідають вимогам часу.

Електрична функціональна схема для першого рішення зображена на рис. 1. Вона містить датчик Д загазованості (FIGARO TGS 2611), датчик Т температури (U.S. Sensor DC101B2K), операційні підсилювачі ОП (AD8602), АЦП (AD 7859), мікроконтролер (Philips P89LPC932A1), рідкокристалічний індикатор (BC1602AGPLCHb-Bolymin), звуковий випромінювач (HPM14A-JLW), акумулятори (Мn02/Li 3V540mAh CR2450NRV-Renata), схему контролю заряду акумулятора (MAX846L), клавіатуру (Bopla FT 65506 D).

Пристрій працює наступним чином. Сигнал з вимірювального моста датчика загазованості підсилюються до рівня, потрібного для подання на вхід АЦП. Цифрове значення рівня загазованості навколишнього середовища обробляється програмою мікроконтролера і подається на рідкокристалічний індикатор. Для підвищення точності інформації про загазованість паралельно використовується схема вимірювання температури повітря. Мікроконтролер відповідною програмою вираховує похибку сигналу загазованості. Для спрощення експлуатації пристрою використовується схема контролю заряду акумулятора. Невід’ємна частина індикатору – системний контролер, в пам’яті якого міститься інформація про зображення символів латиниці, кирилиці та ін.. Мікроконтролер надсилає в індикатор цифровий сигнал, кожен байт якого – це код певного символу. Режим вимірювання загазованості, режим встановлення значень порогів загазованості середовища або режим «Тест» для перевірки справності схеми здійснюється за допомогою клавіатури.

Перевагою запропонованого пристрою є низька собівартість, компактність, мала вага та габарити, можливість комплектації стандартними елементами (акумуляторами та зарядними пристроями та інші.), які вільно доступні на ринку збуту. Крім того, розширюються функціональні можливості за рахунок введення вібраційної сигналізації.

Але швидкодія мікроконтрлера низька. Використання сучасних мікро-, нанотехнології дозволяє розробити новий пристрій з високою швидкодією, при збереженні високих техніко-економічних показників.

Тому пропонується друге схемотехнічне рішення на базі цих технологій. В основі принципу побудови закладені:

- напівадитивний таблично-логічний метод апаратурної реалізації [1 - 4];

- базовий кристал числового блоку пам’яті [5].

- АЦП побудовано на використанні ЦАП [6], який має потужність споживання не більше 0,1 мВт.

В сукупності вони забезпечують:

- швидкодію адекватну табличному методу реалізації;

- зменшити час процесу на виготовлення виробу;

- зменшити габарити, вагу;

- зменшити похибку вимірювання концентрації газу за рахунок зменшення виділення тепла в середовище;

- збільшити експлуатаційну технологічність.

Широка область застосування (вугільні шахти, нафтові свердловини, газові родовища, котельні, побутові приміщення та інші) забезпечить масове виробництво, що сприяє збереженню здоров’я (а інколи і життя) людини.

Література

1. Лукашенко В.М. Огляд і аналіз функціонально орієнтованих пристроїв з таблично-логічними методами перетворення інформації // Вісник ЧІТІ. – 1998. - №2. – С. 145-153.

2. Нові інформаційні технології по завантаженню даних в числовий блок пам’яті для обробки кодових сигналів. Лукашенко А.Г., Корпань Я.В., Лукашенко М.Г., Караван М.А., Лукашенко В.М //Тр. ІІІ Міжнар. НТК студентства та молоді «Світ інформації та телекомунікації-2006». – Київ: ДУІКТ, 2006. – С. 69.

3. Сравнительный анализ полуаддитивного таблично - логического метода и классического табличного Лега Ю.Г., Лукашенко В.М., Корпань Я.В., Лукашенко М.Г.// Тр. ІХ Міжнар. НПК «Системи та засоби передачі і обробки інформації» (СЗПОІ-2005). – Черкаси: , 2005. - С. 175.

4. Лукашенко В.М., Лукашенко А.Г. Полуаддитивный таблично-алгоритмический способ решения траекторных задач с высокой точностью // Metrology and metrology assurance’99. - Sozopol (Bulgaria): Technical university-Sofia. –1999. – P. 196-199.

5. Лукашенко В.М., Лега А.Г., Шарапов В.М., Шеховцов Б.А. Универсальные числовые функции для создания базового кристалла // Труды 2 Междунар. НТК. Современные информационные и электронные технологии (СИЭТ-2001). - Одесса: ОГПУ. – 2001. - С. 337-338.

6. Пат. 24660 А Україна, МПК G 06 G 7/26. ЧІТІ UA. Цифро-аналоговий перетворювач / В.М. Лукашенко, В.І. Биков, А.Г. Лукашенко - № 97062949; Заявл. 20.06.97; Опубл. 04.08.98; Бюл. №5. – 5 с.

7. Лукашенко В.М., Корпань Я.В., Лукашенко М.Г. Генератор символов украинского, русского, латинского алфавитов // Тр. 11-й Междунар. конф. по автоматическому управлению (Автоматика-2004). – Киев 2004. – С. 73.