В статье представлены недисперсионные инфракрасные датчики для измерения концентрации углекислого газа (СО2), которые применяются в сельском хозяйстве (животноводческие комплексы, теплицы и т. д.), а также в промышленном производстве. Об особенностях решения рассказывает С. А. Березан, менеджер компании «ЭнергоПромТ».
В производственных помещениях, где работают люди, а также в корпусах животноводческих комплексов, теплицах и на других объектах сельского хозяйства необходимо контролировать состояние воздуха. Для этих целей чаще всего применяют датчики углекислого газа (CO2), так как, во-первых, концентрация CO2 – важный параметр для любых живых организмов, а во-вторых, по нему отчасти можно судить о загрязненности воздуха в целом. Одним из самых популярных приборов для измерения концентрации углекислого газа являются недисперсионные инфракрасные датчики. Поскольку CO2 активно поглощает инфракрасный свет, именно с этим газом датчики такого типа демонстрируют свои преимущества: надежность, стабильность, избирательность.
Недисперсионный метод подразумевает выделение нужной спектральной полосы без разложения излучения на спектр, следовательно, один из главных компонентов недисперсионных датчиков – фильтр длины волны, пропускающий свет только в спектре поглощения одного газа (например, CO2). Содержание в воздухе остальных газов почти не влияет на показания прибора.
Излучение – ультрафиолетовое или, как требуется в случае с СО2, инфракрасное, источником которого является лампа в измерительной камере датчика, проходит сквозь анализируемую среду и сквозь установленный напротив лампы фильтр. По соотношению интенсивности излучения и поглощенного света определяется концентрация газа.
Однако несмотря на то, что приборы такого типа популярны и широко распространены, они имеют разные показатели точности. На погрешность влияют как конструктивные особенности датчика (например, покрытие стенок камеры), так и «узкие места» самого метода (например, хотя и считается, что остальные газы не влияют на показания прибора, на самом деле в минимальной степени всё же влияют, а значит, требуется корректировка).
В датчиках углекислого газа, выпускаемых российской компанией «ЭнергоПромТ» (рис. 1), используются специальные прецизионные компоненты, благодаря которым обеспечивается низкая погрешность и продолжительный срок службы. А для защиты от пыли, грязи и воды служит уникальная PTFE-мембрана, обеспечивающая работу датчика при влажности более 95 %.
Рис. 1. Датчики углекислого газа ООО «ЭнергоПромТ» разных модификаций: а – настенный с кабелем; б – для грибниц; в – для инкубаторов; г – угловой
Компания выпускает широкую линейку датчиков СО2 – с измерительными диапазонами 0–2000, 0–5000, 0–10 000, 0–20 000 ppm, с аналоговым выходом по току или по напряжению, а также с цифровым выходом RS-485 (Modbus RTU), что позволяет интегрировать их с автоматизированными системами вентиляции. Эти датчики с успехом заменяют импортное оборудование под торговыми марками SKOV, Fancom, Е+Е Electronik и др.
Об особенностях данного решения нам рассказал Сергей Березан, менеджер компании «ЭнергоПромТ».
Интервью с Сергеем Березаном, менеджером ООО «ЭнергоПромТ»
ИСУП: Сергей Александрович! Изменится ли номенклатура компании в связи с текущими событиями, разорванными логистическими цепочками и т. д.?
С. А. Березан: Сегодняшняя ситуация способна кардинально изменить подход к производству, логистике и т. д. Однако в нашем производстве зависимость от компонентов, произведенных вне территории России, не столь велика. Всё, что нам требуется, есть у наших партнеров, которые исправно выполняют свои обязательства. Более того, по некоторым группам компонентов мы наблюдаем расширение предложения. Поэтому ответ такой: конечно, номенклатура компании изменится, но только в сторону расширения производимого оборудования.
ИСУП: Расскажите, пожалуйста, о техническом исполнении датчиков. Какой у них материал корпуса (пластик, металл), покрытие измерительной камеры, степень защиты IP, выходной сигнал?
С. А. Березан: Датчики СО2, влажности, температуры имеют корпус из поликарбоната. Чувствительный элемент СО2 защищен гидрофобной мембраной, не позволяющей проникать влаге и загрязнениям внутрь прибора, степень защиты оболочки – IP65. Выходные сигналы разнообразные: аналоговые по напряжению 0–10 В, 0–5 В, 0–3 В, 0–1 В; аналоговые по току 4–20 мА; цифровой RS-485 (ModBus).
ИСУП: Имеются ли взрывобезопасные исполнения?
С. А. Березан: На данный момент в нашей номенклатуре взрывобезопасного исполнения нет, но в ближайшее время появится. Есть запрос рынка, постараемся ему соответствовать.
ИСУП: Как датчик подключается к системам сбора данных?
С. А. Березан: Все зависит от типа выходного сигнала датчиков. Аналоговые приборы подключаются по 3-проводной схеме, цифровые – по 4-проводной.
ИСУП: Ну и, наверное, самое главное: какая у датчиков точность измерения, в том числе точность на верхней и нижней границах измерительного диапазона?
С. А. Березан: Вопрос о точности на верхней и нижней границах диапазона скорей маркетинговый. Ведь когда проектировщик подбирает датчик для объекта, он не будет брать прибор с избыточным для данного случая, слишком большим измерительным диапазоном, а возьмет с тем диапазоном, который соответствует ТЗ. Это связано со многими факторами, в частности, с ценой решения. Таким образом, процент погрешности будет означать совершенно другую величину. Точность же производимых нами датчиков находится в русле требований рынка или чуть выше: ±70 ррм, ±3 % от измеряемой величины.
ИСУП: Есть ли исполнения датчика углекислого газа, работающие при отрицательных температурах?
С. А. Березан: Стандартная рабочая температура датчиков 0–50 °C. Работа при отрицательных температурах – это отдельная задача, требующая специального решения. Пока наши заказчики перед нами таких задач не ставили.
ИСУП: Какова стойкость ваших сенсоров к газу и пыли? Какова максимальная влажность, при которой возможна корректная работа?
С. А. Березан: Наши датчики достаточно хорошо защищены от попадания влаги и пыли специальной гидрофобной микропористой мембраной толщиной 0,45 мкм, при этом измеряемый газ проходит через нее без задержки.
ИСУП: Насколько чувствителен сенсор к ударным нагрузкам, вибрации и т. д.? Как вы минимизируете эти риски в своих датчиках?
С. А. Березан: Все наши датчики хорошо переносят разного рода нагрузки, в частности вибрацию. Мы ведем четкую статистику отказов и гарантийных случаев, сегодня она практически нулевая. Это связано с отработанной технологией производства, качественной пайкой и хорошим креплением платы к корпусу.
ИСУП: Вы достаточно давно и успешно выпускаете линейку оборудования для замены известных иностранных брендов. В каких областях это хорошо удается и насколько ваши решения дешевле при аналогичном качестве?
С. А. Березан: В основном наши датчики используются в сельском хозяйстве: в птичниках и свинарниках, в тепличных помещениях, на складах и грибницах. Также они применяются для контроля содержания СО2 в производственных помещениях. Наши датчики дешевле импортных в 2–3 раза, не зависят от санкционных и прочих рисков и почти всегда есть в наличии.
ИСУП: В каких отраслях, как производитель датчиков, вы себя сегодня чувствуете наиболее уверенно и куда планируете расширяться?
С. А. Березан: Планируем расширяться все-таки в области сельского хозяйства, в частности, собираемся запускать в производство доступный по цене датчик концентрации аммиака (NH3) с минимальным сроком службы 5 лет. Однако о производственных предприятиях тоже стараемся не забывать. Планы большие, рынок сбыта на данный момент фактически безграничен.
Статья опубликована в журнале «ИСУП»
