Как работает датчик пламени (ионизации)

[FireProoF]

Требуется подключить датчик пламени (ионизации) газового котла к микроконтроллеру. Нахожу схемы: источник постоянного напряжения 220В - щуп, который в пламени - ОУ. Выход ОУ к АЦП.

Спойлер

Скажите, такой вариант пойдёт?
Или там переменный ток нужно прикладывать?

[mickbell]

Так ведь написано, что постоянный, и не 220, а 500 В. Ну и АЦП, наверно, не сильно нужен, ИМХО достаточно будет поставить на выход компаратор.
Проблема будет в том, что за такой самодельный датчик газовики могут и забанить. Да и нельзя производить такие вещи, слабо в них разбираясь. Параметры надёжности и безопасности изделий - это не просто слова. Эти параметры рассчитываются и подтверждаются при испытаниях.

[FireProoF]

mickbell писал(а):

Так ведь написано, что постоянный, и не 220, а 500 В. Ну и АЦП, наверно, не сильно нужен, ИМХО достаточно будет поставить на выход компаратор.
Проблема будет в том, что за такой самодельный датчик газовики могут и забанить. Да и нельзя производить такие вещи, слабо в них разбираясь. Параметры надёжности и безопасности изделий - это не просто слова. Эти параметры рассчитываются и подтверждаются при испытаниях.

Схема, схемой, а опыт может быть другим. Может кто сталкивался уже с этим.
Все эксперименты только в стенах лаборатории.

[HochReiter]

Сталкивались с датчиком пламени все. В школе на уроке физики, если учителю не лень было тащить на стол приборы. Электроскоп,стеклянная палочка, шелковая тряпочка. К заряженному электроскопу подносят свечку или спиртовку, лепестки опадают. А дальше - mickbell прав, только выразился очень уж мягко. С газовым хозяйством без опыта и без лицензии лучше не связываться.

[Eltex]

Странный усилитель. Ток через датчик может быть очень мал, тогда сопротивление на вышепредставленной схеме должно быть очень большим. Что может быть неудобным. Также используется конденсатор обратной связи, не приведёт ли его использование к превращению ОУ в генератор импульсов?
При этом, это видимо инвертирующий усилитель. Такие датчики это обычно проверка Вкл/Выкл (есть газ / нет газа), тогда зачем инвертировать и отправлять в АЦП ? Ну если только получать размер пламени (давление газа). А это не всегда нужно. Да и зачем вообще такой датчик, если включил газовую плиту а газа нет, то газа и нет.
А так вам этот датчик только газа нажжёт, электричество накрутит, да ещё и воздух испортит.

[mickbell]

Eltex писал(а):

Также используется конденсатор обратной связи, не приведёт ли его использование к превращению ОУ в генератор импульсов?

RC-цепочка в ООС формирует характеристику звена (ФНЧ) первого порядка с частотой среза, равной 1/(2пRC), нормальный ОУ с такой ООС не возбудится. Если взять оный с полевыми транзисторами на входе и с хорошими параметрами (а таковых нынче есть), то проблем с малым входным током быть не должно.

Eltex писал(а):

При этом, это видимо инвертирующий усилитель.

Трансимпедансный, как указано на картинке. То есть входной и выходной параметры у него разные, соответственно ток и напряжение, от этого и название. Да, инвертирующий. Почему такой? А почему бы и нет? Инверсия разве кому-то мешает?

Eltex писал(а):

Такие датчики это обычно проверка Вкл/Выкл (есть газ / нет газа),

Не газа, а пламени. Например, задуло огонёк, а газ как шёл, так и идёт.

Eltex писал(а):

тогда зачем инвертировать и отправлять в АЦП ?

Да, в-общем, не нужен там АЦП, достаточно компаратора, лучше сделать ему немного ТШ (ПОС).

Eltex писал(а):

Ну если только получать размер пламени (давление газа).

Данунафиг, давление надо измерять манометром.

Eltex писал(а):

А так вам этот датчик только газа нажжёт, электричество накрутит, да ещё и воздух испортит.

Воздух испортит ТС, когда у него котёл рванёт.

[BOB51]

Была разборка сути такого датчика (исключительно из интереса) в приложении к контроллерам газовых колонок...
Дело весьма темно-путаное с "закрытыми" для широкого круга описаниями (видимо "ИБО ГАЗ - ВЗРЫВООПАСНО!!"...
Тема "ионная проводимость пламени"
где-то в старой теме было...
Примерно с этого места:
viewtopic.php?p=2747472#p2747472

Кстати... те попытки неудачей закончились... Нужны специализированные микросхемки...

[mickbell]

Сильно маленькая проводимость?

[Eltex]

mickbell писал(а):

RC-цепочка в ООС формирует характеристику звена (ФНЧ) первого порядка с частотой среза, равной 1/(2пRC), нормальный ОУ с такой ООС не возбудится. Если взять оный с полевыми транзисторами на входе и с хорошими параметрами (а таковых нынче есть), то проблем с малым входным током быть не должно.

Как-то не очень похоже на ФНЧ. Может наоборот параллельная ёмкость это низкое сопротивление по переменному току, и при быстром изменении выходного напряжения (большом КУ), может возникнуть генерация. Поэтому я бы не рискнул быстро повторить подобную схему.

mickbell писал(а):

Трансимпедансный, как указано на картинке. То есть входной и выходной параметры у него разные, соответственно ток и напряжение, от этого и название. Да, инвертирующий. Почему такой? А почему бы и нет? Инверсия разве кому-то мешает?
Да, в-общем, не нужен там АЦП, достаточно компаратора, лучше сделать ему немного ТШ (ПОС).

По выводу на АЦП можно подумать, что автору требуется линейность по выходу. То есть он хочет определять силу входного тока, т.е. силу пламени. Если бы ему требовалось знать только есть пламя или нет, то действительно было бы достаточно компаратора. А вот зачем ему инвертирование, может только для того чтобы напряжение на выходе ОУ не вылазило за пределы максимального напряжения АЦП-пина, а валилось в ноль.
На счёт ТШ не знаю, может сделать просто, отправить входящий сигнал (ток) на неинвертирующий вход, подобрать необходимый КУ для подачи на АЦП. На вход АЦП поставить стаб. если максимальный выход с ОУ больше максимального входного на АЦП.
Но для мобильного применения схема на сдвоенном ОУ будет прилично потреблять, а хорошие ОУ с низким потреблением наверное хороших денег стоят. В отсутствии которых, предпочёл бы проверять только (Вкл/Выкл), а так как линейность в данном случае не требуется, то сделал бы на транзисторе (составном), да ещё и без страха что 500 В вырвется на вход усилителя.

Eltex писал(а):

Воздух испортит ТС, когда у него котёл рванёт.

Да, 500 В и газовоздушная смесь, опасное сочетание.

[mickbell]

Eltex писал(а):

Как-то не очень похоже на ФНЧ. Может наоборот параллельная ёмкость это низкое сопротивление по переменному току, и при быстром изменении выходного напряжения (большом КУ), может возникнуть генерация. Поэтому я бы не рискнул быстро повторить подобную схему.

Попробуйте смоделировать. ФНЧ как есть. Если убрать резистор, получится типичный интегратор, классика.

Eltex писал(а):

Да, 500 В и газовоздушная смесь, опасное сочетание.

Кстати, да - с источником последовательный мегаомный резистор прямо-таки напрашивается. На всякий случай.

[Eltex]

mickbell писал(а):

Eltex писал(а):

Как-то не очень похоже на ФНЧ. Может наоборот параллельная ёмкость это низкое сопротивление по переменному току, и при быстром изменении выходного напряжения (большом КУ), может возникнуть генерация. Поэтому я бы не рискнул быстро повторить подобную схему.

Попробуйте смоделировать. ФНЧ как есть. Если убрать резистор, получится типичный интегратор, классика.

Действительно, обычный инвертирующий компаратор со сглаживанием.
Тогда не понимаю зачем там АЦП.

[HochReiter]

Шнур с воткнутой в розетку вилкой, мультиметр DT890 с входным сопротивлением 10 МОм в режиме измерения напряжения, пара проводов длиной 3 см параллельно друг другу на расстоянии 1 см. Между проводами пламя зажигалки, показания вольтметра около 10 В, 1 мкА. При 500 В и другой конструкции электродов будет больше. Несколько микроампер - вполне отлавливаемый ток. Попутно вспомнились старинные газовые котлы, которые не работали, если поменять местами фазу и ноль: датчик пламени вёл себя неадекватно.

[mickbell]

Наконец-то что-то конкретное, уже понятна и реализуемость: вообще не о чем говорить.

[Eltex]

В итоге мы получаем что на схеме неинвертирующий компаратор со сглаживанием.
Неинвертирующий - так как инвертировать и нечего, сигнал с датчика всегда положительный.

[mickbell]

Какой же он компаратор? Где его порог?

[Eltex]

mickbell писал(а):

Какой же он компаратор? Где его порог?

Порог по идее земля, ниже которой входящий сигнал не уходит поэтому не работает. Но как инвертирующий усилитель схема тоже не работает, если судить по симулятору.
Т.е. при положительно определённом входном сигнале, работает только неинвертирующий усилитель. Причём работает как с RC-контуром, так и без него.
Поэтому схема усилителя представленная автором темы - неверная.

[mickbell]

Изучите, что такое компаратор и инвертирование логических сигналов, потом продолжим разговор. Не хочется разобъяснять всё.

[Eltex]

В смысле изучить компаратор, если на неинвертируемом входе напряжение больше, то выход подключен к питанию, если меньше то к земле (низкому уровню). Если входной сигнал всегда больше инвертирующего входа, то всегда выдаётся высокий уровень (всегда низкий в случае инвертирования). Компаратор на ОУ это ОУ без ООС, т.е. с большим КУ.
Инвертирование это когда входящий сигнал подаётся на инвертирующий вход и сравнивается с напряжением на неинвертирующем входе.

[mickbell]

Eltex писал(а):

Инвертирование это когда входящий сигнал подаётся на инвертирующий вход и сравнивается с напряжением на неинвертирующем входе.

Тема про инвертирование, конечно, не раскрыта, ну да ладно.

Eltex писал(а):

Т.е. при положительно определённом входном сигнале, работает только неинвертирующий усилитель. Причём работает как с RC-контуром, так и без него.

Сигнал должен быть отрицательный. Или нужно давать смещение на неинвертирующий вход. Иначе, конечно, работать не будет, и не должен. Блин, а схему-то уже убрали.

[FireProoF]

В понедельник беру вольтметр, осциллограф и иду смотреть сигнал на контакте датчика относительно горелки на реальном котле