трибоэлектрический датчик, преобразование сигналя от него Опции

[ZVE]

Всем доброго времени суток.
Стоит задача сделать датчик концентрации пыли в воздуховоде.
Поиск методов привел меня к измерителям на основе трибоэлектрического эффекта.

Принцип действия, состоит в передаче электрического заряда между электродом (зондом) и движущимися частицами пыли. Когда частички пыли проносятся в металлической трубе, сталкиваются между собой или проходят вблизи металлического зонда, изолированного от трубы, то на нем образуется статический или динамический заряд. Взаимодействие пылевых частиц с зондом приводит к возникновению электрических токов.

В теории все получается просто и красиво, но при практической реализации возникает ряд вопросов:
1. Порядок значений напряжений на зонде
2. Как правильно снимать сигнал для дальнейшей обработки, непонятны входные цепи усилителя. По моим соображениям система зонд-труба это что-то типа заряженного конденсатора, и мне нужно измерять высокоомным “вольтметром” напряжение на нем - так ли это.
3. Защита о наводок, и т.д.

Поэтому прошу поделиться опытом и соображением людей которые имели дело с приборами на подобном эффекте как измерить заряд на зонде и преобразовать его в напряжение которое можно подавать на вход АЦП.

Заранее выражаю благодарность.

[jartsev]

В теории все получается просто и красиво, но при практической реализации возникает ряд вопросов:
1. Порядок значений напряжений на зонде
2. Как правильно снимать сигнал для дальнейшей обработки, непонятны входные цепи усилителя. По моим соображениям система зонд-труба это что-то типа заряженного конденсатора, и мне нужно измерять высокоомным “вольтметром” напряжение на нем - так ли это.
3. Защита о наводок, и т.д.

1. Это только экспериментально можно определить. Зависит от конккретной конструкции и концентрациии и рода пылинок.

2. Нужен электрометрический усилитель (или преобразователь ток->напряжение, кому какая терминология нравится). Смотрите схемы электрометров в инете. Например схема измерения фототока. Моя любимая микруха OPA129.

3. Экранироваться ессно надо. Толщина стенки не менее 0.5 мм. Лучше 1 мм.

[Herz]

Ещё надо хорошо подумать, как быть с влажностью. Её влияние, я думаю, будет весьма существенным и чтобы скорректировать результат, нужно уметь её мерять тоже.

[Евгений Германов...]

Ещё надо хорошо подумать, как быть с влажностью. Её влияние, я думаю, будет весьма существенным и чтобы скорректировать результат, нужно уметь её мерять тоже.

Не существенным, а при небольших концентрациях пыли определяющим. А учитывая немалые погрешности при определении влажности то и результат с пылинками будет так себе. Вторая проблема размерность пыли. Много мелких пылинок не перенесут столько же заряда, как более крупные, но числом поменьше.Третье-сама по себе концентрация пыли параметр абстрактный. Желательно знать концентрацию пылинок определенного размера (или не менее определённого). Кстати кол-во пыли измеряется в штуках на кубометр.
Насколько я помню ААС-3 там стояло ФЭУ и счетчик.

[MaxPIC]

А фото способом определять количество пыли нельзя? Ну, например, при прохождении лазерного луча через пыль явно будет сильное рассеяние света на них, поэтому можно либо рассеянный свет измерять, либо ослабление проходящего.

[ZVE]

Спасибо всем за ответы.

А фото способом определять количество пыли нельзя?

Вообще то можно, и судя по всему так получается весьма точно, но в моем случае не подходит так как требуется датчик который нуждался бы в минимальном обслуживании, а все оптические приборы надо периодически чистить и протирать от пыли

Кстати кол-во пыли измеряется в штуках на кубометр

меня не интересуют качественные показатели пыли, у меня стоит задача получить значение в миллиграммах/метр кубический

Ещё надо хорошо подумать, как быть с влажностью.

вот он первый подводный камень.

2. Нужен электрометрический усилитель (или преобразователь ток->напряжение, кому какая терминология нравится). Смотрите схемы электрометров в инете. Например схема измерения фототока. Моя любимая микруха OPA129.

спасибо за наводку, должно подойти .

[gregory]

[quote name='ZVE' date='Sep 14 2009, 15:15' post='649015']
Всем доброго времени суток.
Стоит задача сделать датчик концентрации пыли в воздуховоде.
Поиск методов привел меня к измерителям на основе трибоэлектрического эффекта.

Можно попробовать усилитель заряда , который обычно применяют с пьезоэлектрическими пребразователями, он чувствителен к трибоэлектр эффекту. Чтобы от него избавиться там , наоборот, применяют специальные антивибрационные кабели.