Pełny artykuł tutaj - Serwis Elektroniki

Pełny artykuł tutaj - Serwis Elektroniki

Jak działa czujnik obecności tlenu?
Pokazany niżej sensor, to raczej czujnik „braku tlenu”, a dokładniej obniżenia jego zawartości
w powietrzu. Jego budowę pokazuje rysunek
1,2,3. Głównym jego elementem jest palnik,
niewielki palnik „pilotujący”, podobny do niegdyś
stosowanych w gazowych, łazienkowych podgrzewaczach wody.
gdy poziom tlenu w pomieszczeniu wróci do
poprawnej wartości (ok.21%), bezpiecznej dla
osób mogących się w tym pomieszczeniu znajdować.
palnik
palnik
gaz
termoelement (piezoelektryczny)
(termopara) zapalnik
Rys. 1 Poprawna zawartość tlenu w powietrzu
Na załączonym rysunku zaznaczono także
piezoelektryczny zapalnik, oraz termoparę jako
czujnik temperatury. Przy standardowej zawartości tlenu w powietrzu (ok. 21%), płomień palnika jest „poprawny”, co rozpoznaje termopara
generując na swoim wyjściu niewielkie napięcie
To wystarcza do wysterowania elektromagnetycznego zaworu, który pozostaje otwarty,
utrzymując płomień „pilot light”. Już przy poziomie zawartości tlenu ok. 19%, płomyk zaczyna
„się rwać”. Już na poziomie 18% (zawartości
tlenu w powietrzu), płomyk jest na tyle „wątły”,
że termopara stygnie.
palnik
termoelement
(piezoelektryczny)
(termopara)
zapalnik
gaz
Rys. 2 Tlenu ubywa
W konsekwencji, spadek napięcia termopary
spowoduje, iż zawór elektromagnetyczny zostaje zamknięty, odcinając dopływ gazu koniecznego do utrzymania płomienia palnika-pilota.
Ponowne jego zapalenie jest możliwe dopiero,
gaz
(piezoelektryczny)
zapalnik
termoelement (termopara)
Rys. 3 Stan w którym czujnik wyłącza zawór
Zachowanie się opisanego tu czujnika pokazano na poniższych trzech rysunkach. Na
rys. 1 płomyk palnika odpowiada „normalnej”
zawartości tlenu w powietrzu. Na rysunku
2 widać, iż płomyk zaczyna się rwać, tlenu w powietrzu ubywa. Na rysunku 3 termopara nie jest
wystarczająco podgrzewana płomykiem palnika,
i zamyka zawór (na rysunku nie jest pokazany).
Wpływ zawartości tlenku i dwutlenku
węgla na organizm ludzki
Tlenek węgla (CO) jest gazem bezbarwnym
i bezwonnym, którego molekuła zawiera jeden
atom węgla i jeden atom tlenu. Molekuła dwutlenku węgla powstaje z połączenia atomu węgla
z dwoma atomami tlenu. CO2 jest cząsteczką
bardziej stabilną, co przejawia się w tym, iż
cząsteczki CO z czasem łączą się z wolnymi
atomami tlenu, przechodząc w cząsteczki dwutlenku węgla.
Zawartość CO2 w „świeżym powietrzu” jest na
poziomie 0.03%. Jest to ilość niewyczuwalna,
i bezpieczna. Jednak, wraz ze zwiększaniem
zawartości dwutlenku węgla w powietrzu, organizm ludzki reaguje przyśpieszonym oddechem i przyspieszonym tętnem serca. Może
to także prowadzić do bólu i zawrotów głowy.
Przy zawartości dwutlenku węgla na poziomie
10%, staje się on już bardzo niebezpieczny.
Może prowadzić do ustania oddechu i śmierci
SERWIS ELEKTRONIKI
1
w przeciągu kilku minut. Zwiększone stężenie
CO2 może wystąpić szczególnie w zamkniętych
pomieszczeniach w konsekwencji spalania tlenu, a także w niewietrzonych pomieszczeniach
w których przebywa więcej osób, jako konsekwencja oddychania.
Podwyższona zawartość CO2, to pierwszy
znak, że tlenu ubywa. Zdecydowanie bardziej
niebezpiecznym związkiem jest tlenek węgla.
Powstaje on w warunkach (piecach, kominkach)
niepełnego spalania, gdy atom węgla łączy się
Stężenie CO
0.005% co odpowiada
50ppm (50 jednostek
na milion)
0.01% (100ppm)
0.05% (500ppm)
0.1% (1000ppm)
0.4% (4000ppm)
1% (10000ppm)
tylko z jednym atomem tlenu. Cząsteczka tlenku węgla wykazuje ok. 200-tu krotnie większą
łatwość łączenia z hemoglobiną we krwi, aniżeli czysty tlen. Oddychanie powietrzem nawet
z niewielką zawartością tlenku węgla, prowadzi
do efektu braku transportu tlenu przez krew do
wszystkich części organizmu, w szczególności
do mózgu.
Poniższa tabela zawiera fizjologiczny wpływ
na organizm ludzki tlenku węgla, w zależności
od jego stężenia w powietrzu.
opr. Karol Świerc
Reakcja na organizm człowieka
wartość dopuszczalna, nie odczuwalna nawet po dłuższym czasie
przebywania w powietrzu o takiej zawartości tlenku węgla
po kilku godzinach może być odczuwany lekki ból głowy
ból głowy już po ok. 1 godzinie, nasilający się z czasem
ból i zawroty głowy oraz nudności już po ok. 20-30 minutach, po
ok. 2 godzinach może prowadzić do śmierci
ból, zawroty głowy i nudności już po ok. 5-10 minutach, mogące
zakończyć się śmiercią w przeciągu ok. pół godziny
przy tej zawartości tlenku węgla w powietrzu, śmierć może
nastąpić w czasie zaledwie 1 do 3 minut
2
SERWIS ELEKTRONIKI
