CC BY
5
№ 4 (109)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
апрель, 2023 г.
ЭНЕРГЕТИКА
ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗОВ В СОЛНЕЧНЫХ КОМБИНИРОВАННЫХ УСТАНОВКАХ
Махкамова Мафтуна Одиловна
преподaвaтель
Фергaнского колледжa нефтегазовой промышленности, Республика Узбекистан, г. Фергана E-mail: Isixil884@gmail.com
OPTOELECTRONIC DEVICE FOR MONITORING GAS CONCENTRATION IN SOLAR COMBINED INSTALLATIONS
Maftuna Mahkamova
Lecturer
at Fergana College of Oil and Gas Industry, Republic of Uzbekistan, Fergana
АННОТАЦИЯ
В данной статье приведены блок-схема газового преобразователя, блок-схема оптоэлектронного устройства обнаружения газа и структурная схема волоконно-оптического прибора газового слоя, а также описаны принцип работы оптоэлектронного устройства для контроля концентрации газов в солнечных комбинированных установках. Приведены примеры применения каждого устройства в соответствующем реальном объекте.
ABSTRACT
This article presents a block diagram of a gas converter, a block diagram of an optoelectronic gas detection device, and a structural diagram of a fiber-optic gas layer device, and describes the principle of operation of an optoelectronic device for monitoring the concentration of gases in solar combined installations. Examples of the use of each device in the corresponding real object are given.
Ключевые слова: оптоэлектроника, полупроводник, источник излучения, блок схема, концентрация, газ.
Keywords: optoelectronics, semiconductor, radiation source, timing diagrams, concentration, gas.
Утечки газа случаются в промышленных и жилых зданиях. Эти условия опасны для жизни человека с точки зрения взрыва, пожара и отравления. Решение этой проблемы особенно актуально при перебоях в газовых системах. В том числе чрезмерное скопление газов в воздухе во многих случаях может привести к летальному исходу. По этой причине тема, рассматриваемая в данной статье, является чрезвычайно актуальной.
В этом отношении устройства на основе опто-электронных методов могут быть удобными и удовлетворять спрос. Развитие оптоэлектроники и их элементной базы, а также создание новых высокоэффективных полупроводниковых источников излучения
в ближней инфракрасной области спектра создают условия для формирования высокочувствительных и надёжных устройств для контроля концентрации газообразных веществ.
Безусловно, основным элементом любого измерительного прибора является датчик (первичный преобразователь). Датчики служат для преобразования измеряемой физической величины в электрический сигнал. Итак, функция газоизмерительного преобразователя заключается в определении концентрации газов в воздухе и преобразовании ее в электрический сигнал. Блок-схема газового преобразователя представлена на рисунке 1.
Библиографическое описание: Махкамова М.О. ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗОВ В СОЛНЕЧНЫХ КОМБИНИРОВАННЫХ УСТАНОВКАХ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2023. 4(109). URL: https://7universum. com/ru/tech/archive/item/15364
№ 4 (109)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
апрель, 2023 г.
ЭУ- электронный усилитель, УС- устройство сравнения Рисунок 1. Блок-схема газового преобразователя: ОЭ оптоэлектронный датчик
Датчик оптико-электронного прибора, определяющего наличие газа в воздухе, можно построить двумя разными способами: датчик, основанный на прохождении оптического света через слой; датчик, основанный на возврате оптического света из газового
слоя. Способ определения наличия газа в воздухе или его отсутствия, основанный на прохождении оптического света через слой газа, можно увидеть из следующей блок-схемы (рис. 2).
1- газовая среда, ИС-источник света, ФП-фотоприёмник, УС-устройство сравнения Рисунок 2. Блок-схема оптоэлектронного устройства обнаружения газа
Оптоэлектронный прибор работает следующим образом: свет от источника света направляется в измеряемую среду (газовый слой), а свет, прошедший через среду, улавливается фотоприёмником, преобразуется в электрический сигнал, усиливается в усилителе и направляется в устройство сравнения. Компаратор изначально настраивается на отсутствие газа в окружающей среде, а индикатор выводится
в «нулевое» положение. Если в окружающей среде скапливается избыток газа, это будет видно на индикаторе.
Если метод определения наличия газа в воздухе основан на отражении оптического света от газового слоя, то структурную схему оптико-электронного прибора можно описать следующим образом (рис. 3)
1- газовая среда, ИС-источник света, ГИ-генератор импульсов, ФП-фотоприемник Рисунок 3. Блок-схема оптоэлектронного устройства обнаружения газа
№ 4 (109)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
апрель, 2023 г.
Данное устройство работает следующим образом. Источник света, подаваемый от генератора импульсов (ИГ), облучает газовую среду, часть света возвращается, а часть поглощается в газовой среде, а возвратившийся из среды свет улавливается фоторецептором. Интенсивность отраженного от среды света бывает сильной или слабой в зависимости от наличия или отсутствия газа на поверхности отражения света. Свет, улавливаемый фотоприёмником, преобразуется в электрический сигнал и через усилитель подается на устройство сравнения. В качестве устройства сравнения можно использовать простой транзисторный переключатель, компаратор или логические элементы. В зависимости от сигнала компаратора индикатор выдает информацию о том, есть газ в исследуемом слое или нет.
Недостатком оптико-электронного прибора обнаружения слоя газа на кровле (рис. 3) является то, что он определяет только наличие или отсутствие газа в контрольных слоях.
Предлагаемый ниже оптоволоконный оптоэлек-тронный прибор, обнаруживающий газовый слой, осуществляет контроль над всеми слоями (рис. 4).
Этот оптоволоконный оптоэлектронный прибор работает следующим образом: - светодиод, питаемый от генератора импульсов (ИГ), передает свой свет на оптическое волокно, оптическое волокно фактически прилегает к поверхности газовой среды по своей длине, а интенсивность света, проходящего через него, зависит от того, сколько слоев газа присутствует в среде. Свет, проходящий через оптическое волокно, попадает на фоторецептор. Свет, улавливаемый фоторецептором, преобразуется в электрический сигнал и через усилитель направляется в аналого-цифровой преобразователь (АЦП). В АЦП аналоговые сигналы преобразуются в цифровые, а информация о количестве газового слоя выводится на цифровой дисплей.
1- газовая среда, 2- световод, СД-светодиод, ГИ - генератор импульсов, ФП-фотоприемник, АЦП-аналогово-цифровой преобразователь, Д-дисплей
Рисунок 4. Структурная схема волоконно-оптического прибора газового слоя
Список литературы:
1. Davlyatovich, Sultonov Shuxrat, and Tojiboyev Abror Kahorovich. "Selection of Compronents for Tracking Systems of A Solar Plant." Texas Journal of Engineering and Technology 13 (2022): 8-12.
2. Тожибоев A.K., Хакимов М.Ф. Расчет оптических потерь и основные характеристики приемника параболоцилиндрической установки со стационарным концентратором //Экономика и социум. - 2020. - № 7. -С. 410-418.
3. Хакимов М.Ф., Тожибоев A.K., Сайитов Ш.С. Способы повышения энергетической эффективности автоматизированной солнечной установки // Актуальная наука. - 2019. - №. 11. - С. 29-33.
4. Тожибоева М.Д., Хакимов М.Ф. Исследование спектральных характеристик прозрачно-тепловой изоляции приемника //Главный редактор: Ахметов Сайранбек Махсутович, д-р техн. наук; Заместитель главного редактора: Ахмеднабиев Расул Магомедович, канд. техн. наук; Члены редакционной коллегии. - 2021. - Т. 4. -С. 17.
5. Эргашев С.Ф., Тожибоев А.К. Расчёт установленной и расчётной мощности бытовых электроприборов для инвертора с ограниченной выходной мощностью // Инженерные решения. - 2019. - №. 1. - С. 11-16.
6. Тожибоев А.К., Султонов Ш.Д. Измерение, регистрация и обработка результатов основных характеристик гелиотехнических установок //Universum: технические науки. - 2021. - №. 11-5 (92). - С. 76-80.
7. Тожибоев А.К., Мирзаев С.А.У. Применение комбинированной солнечной установки при сушке сельскохозяйственных продуктов //Universum: технические науки. - 2021. - №. 10-5 (91). - С. 13-16.
№ 4 (109)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
апрель, 2023 г.
8. Тожибоев, Аброр Кахорович, and Азизбек Тохиржон Угли Хошимжонов. "Применение фотоэлектрического мобильного резервного источника электропитания в телекоммуникации." Главный редактор: Ахметов Сайранбек Махсутович, д-р техн. наук; Заместитель главного редактора: Ахмеднабиев Расул Магомедович, канд. техн. наук; Члены редакционной коллегии (2021): 61.
9. Тожибоев А.К., Боймирзаев А.Р. Исследование использования энергосберегающих инверторов в комбинированных источниках энергии //Экономика и социум. - 2020. - №. 12. - С. 230-235.
10. Эргашев, Сирожиддин Фаязович, and Аброр Кахорович Тожибоев. "Расчёт установленной и расчётной мощности бытовых электроприборов для инвертора с ограниченной выходной мощностью." Инженерные решения 1 (2019): 11-16.
11. Умурзакова Г.М., and А.К. Тожибоев. «Действие излучений на полупроводниковые материалы». Актуальная наука 11 (2019): 26-28.
12. Davlyatovich S.S. ., & Kakhorovich A.T. (2021). Recombination Processes of Multi-Charge Ions of a Laser Plasma. Middle European Scientific Bulletin, 18, 405-409.
13. Тожибоев, Аброр Кахорович, and Насиба Дилшодовна Парпиева. "Подбор компонентов для систем слежения солнечной установки." Results of National Scientific Research International Journal 1.7 (2022): 81 -99.
14. Sardorbek, Ahmedov, and Tojiboeva Mukhayo. "Increasing the energy efficiency of an autonomous solar plant with a stationary concentrator." Universum: технические науки 12-7 (93) (2021): 45-48.
15. Ergashev, Sirojiddin Fayazovich, and Muhayo Djamoldinovna Tojiboeva. "Basic characteristics of a parabolocylindrical receiver and calculation of optical losses." Results of National Scientific Research 1.6 (2022): 90-102.
