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SENSOR DE QUALIDADE DO AR

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA DISCIPLINA: ELE0325 – INSTRUMENTAÇÃO ELETRÔNICA PROFESSOR: Luciano Fontes Cavalcanti. SENSOR DE QUALIDADE DO AR. ALUNO: Emerson Pedro Lima da Silva MATRÍCULA: 200321404. Tópicos.

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SENSOR DE QUALIDADE DO AR

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Presentation Transcript

  1. UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTECENTRO DE TECNOLOGIADEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICADISCIPLINA: ELE0325 – INSTRUMENTAÇÃO ELETRÔNICAPROFESSOR: Luciano Fontes Cavalcanti SENSOR DE QUALIDADE DO AR ALUNO: Emerson Pedro Lima da Silva MATRÍCULA: 200321404

  2. Tópicos 1- Introdução 2- Sensor TGS4160 3- Construção do Sensor TGS4160 4- Princípio de Funcionamento 5- Tratamento do Sinal 6- Circuito 7- Especificações Técnicas 8- Referências

  3. Introdução • A concentração de CO2 no interior de um escritório ou habitação é um bom indicador da qualidade do ar. • Ar Puro: Concentração de CO2 é, aproximadamente, 350 ppm (partes por milhão) • Ar sob influência da respiração, fumo, etc.: Algumas milhares de partes por milhão.

  4. Introdução • Sala de teste com 240 m3 • Número de pessoas varia de 10 a 80.

  5. Introdução • Se alguém entrar numa sala com elevada concentração de CO2 sente necessidade de ar puro.

  6. Sensor TGS4160 • É um sensor de CO2 desenvolvido pelo fabricante japonês de sensores de gás Fígaro. Feito para monitorização e controle da qualidade do ar. • Estável • Grande seletividade • Baixa dependência da umidade

  7. Construção do Sensor TGS4160 Rede de Aço Inoxidável Proteção Zeolite Elemento Sensor Base de Plástico Termistor

  8. Construção do Sensor TGS4160 Rede de Aço Inoxidável Proteção Zeolite Elemento Sensor Base de Plástico Termistor

  9. Construção do Sensor TGS4160 Rede de Aço Inoxidável Proteção Zeolite Elemento Sensor Base de Plástico Termistor

  10. Construção do Sensor TGS4160 Rede de Aço Inoxidável Proteção Zeolite Elemento Sensor Base de Plástico Termistor

  11. Construção do Sensor TGS4160 Rede de Aço Inoxidável Proteção Zeolite Elemento Sensor Base de Plástico Termistor

  12. Construção do Sensor TGS4160 Rede de Aço Inoxidável Proteção Zeolite Elemento Sensor Base de Plástico Termistor

  13. Princípio de Funcionamento • O elemento sensor é aquecido por meio de uma resistência a até cerca de 450 °C • Reação Cátodo: CO2 e O2 • Reação no Ânodo: O2

  14. Princípio de Funcionamento • Cada reação eleva o número de elétrons no respectivo eletrodo. • Surge uma diferença de potencial devido à diferença de carga elétrica.

  15. Princípio de Funcionamento Resposta do Sensor TGS4160 à variações de CO2.

  16. Princípio de Funcionamento Dependência linear do sensor em relação à temperatura. Pode ser corrigida ligando um termistor interno aos pinos 2 e 5 do sensor.

  17. Tratamento do Sinal • Medição da tensão fornecida para a célula deve ser efetuada por circuitos de alta impedância de entrada. • Motivo: A célula tem uma resistência interna elevada. As medições efetuadas com um circuito de baixa impedância não produziriam resultados satisfatórios. • Impedância de entrada deve ser maior que 100 MΩ. • Corrente deve ser inferior a 1pA.

  18. Tratamento do Sinal • Circuito de Medição Apropriado

  19. Tratamento do Sinal • A tensão de saída do sensor é relativamente estável. • A diferença entre o valor correspondente ao ar puro (350 ppm) e um valor mais elevado permanece relativamente constante.

  20. Tratamento do Sinal • Insensibilidade ao CO e Etanol. • Sensibilidade do TGS4160 ao CO2. • Curva de resposta do sensor é bastante linear para variações de CO2.

  21. Tratamento do Sinal • Utilização de software para tratar o sinal de saída, considerando que: • A concentração de CO2 no ar puro seja 350 ppm (referência). • No ambiente a ser medido, exista ar puro de tempos em tempos.

  22. Tratamento do Sinal • Auto-calibração: • Se durante um dia o valor de referência atual não for atingido,o software decrementa automaticamente uma determinada quantidade do valor de referência. até que o valor medido volte a ser superior ao valor armazenado como referência. • Um desvio em qualquer direção é compensado automaticamente.

  23. Tratamento do Sinal • Auto-calibração:

  24. Circuito • Sensor TGS4160 incorporado no módulo AM4, comercializado pela UNITRONIC AG.

  25. Circuito • Esse módulo tem toda a eletrônica necessária para desenvolver um sistema de controle de ventilação (exceto o estágio de potência).

  26. Especificações Técnicas

  27. Referências [1] – VOIT, Christian. Sensor de Qualidade do Ar, revista Elektor, setembro de 2005, p. 26. [2] – CAVALCANTI, Luciano Fontes. Notas de Aula, Instrumentação Eletrônica, 2008.2. [3] – www.unitronic.de/co2 [4] – www.figarosensor.com/products/4160pdf.pdf

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