Датчики серии MQ

Датчик MQ-4 – бутан, пропан, метан, дым

Датчики серии MQ это распространённый тип датчиков, а все дело в том что они простые, а значит дешевые. Дешевизна и определила их широкое распространение.

Разберемся как они работают.

Принцип работы их прост до безобразия и заключается в изменении сопротивление некого элемента при воздействии на него другого элемента и называется это электрохимическим сенсором.

Если переходит к конкретике, то применяется оксид олова (IV) SnO₂ на который действуют углеводородные газы, водород и другие вещества (да на него много чего действует) восстанавливая его, отнимая кислород вплоть до металлического олова, а как известно сопротивление оксидов и металлов различается (олово лучше проводит ток, его сопротивление мало, а вот оксиды плохо проводят ток сопротивление их большое).

Вот окислительно-восстановительная реакция:

Sn (s) + O₂ (g) → SnO₂ (s)

Sn⁰ - 4 e^- → Sn^IV (окисление)

2 O⁰ + 4 e^- → 2 O^-II (восстановление)

Но (опять это-НО)! Для того что бы реакция была обратима, а датчик был многоразовым, а не одноразовым, эту подложку из оксида олова нагревают. При нагреве как известно скорость элементарных частиц возрастает, а значит им легче вступить в реакцию, в данном случае окислительно-восстановительную. Но из за этого нагрева, датчик и "жрет" достаточно много энергии, конечно, он же по совместительству работает электроплиткой. С течением времени поверхность оксида олова загрязняется всем чем придется - пылью, углеродом и так далее и чувствительность датчика падает. Так датчик рассчитан на 5 лет причем не важно работает он или нет. Повысить чувствительность датчика можно постоянно в течении суток или двух "прокалив" датчик - нагреть подложку тогда все "грязь" выгорит и оксида олова станет как новый (на самом деле нет)

На чувствительность датчика влияет еще много факторов:

• температура окружающей среды, это и понятно см. выше

• влажность, от влажности зависит площадь соприкосновение подложки с детектируемым веществом и кислородом

Расчетные показатели даны для 65% влажности и температуры 20 градусов Цельсия

• наличия кислорода, работа датчика рассчитана на среднее содержание кислорода в воздухе 21%, если кислорода нет вообще (менее 2%) то работать не будет, это и понятно не будут идти реакции окисление-восстановления, если кислорода много то реакция окисления будет идти интенсивнее, что то же изменит показания.

Вывод из всего этого такой - данные датчики приспособлены для грубой оценки содержания газов в воздухе, но в принципе подходят в качестве детекторов наличия - отсутствия детектируемых веществ

Про единицы измерения

Опять эти америкосы со тупыми единицами измерения инчами, футами, галонами и так далее все портят. Предлагаю ввести свои санкции и перейти с системы СИ на свою исконно русскую единицу сажень и локоть в отместку америкосам! Но мы отклонились от темы.

Чтобы как следует оперировать со значениями, нужно для себя уяснить единицы измерений. У нас, на территории бывшего Советского Союза, показатели принято измерять в процентах (%) или же непосредственно в массе к объему (мг/м³), что логично и правильно. А вот в некоторых зарубежных странах применяет такой показатель как ppm, parts per million или в переводе «частей на миллион», в принципе, то же что процент, но отличается размерность, 1 ppm = 0,0001%, соответственно 3% = 30.000 ppm.

Просто приведу для справки:

CO: 3% = 30.000 ppm = 34695.52 мг/м³

CO₂: 3% = 30.000 ppm = 54513.22 мг/м³

А так есть онлайн калькуляторы, юзайте интернет.

Какие датчики бывают

Производитель у всех датчиков, но не плат китайская компания HANWEI она выпускает различные датчики, их много, для некоторых подложка не известна, но для большинства это как раз оксид олова (IV), SnO₂ о котором мы говорили ранее.

Самые распространённые датчики:

• MQ-3 – пары алкоголя;

• MQ-4 – бутан, пропан, метан, дым

• MQ-5 и MQ-6 – пропана, бутана;

• MQ-7 – угарный газ;

• MQ-8 – водород.

Но на самом деле их много:

MQ-2 (Метан, бутан, LPG, дым) Питание 5V

MQ-3 (Спирт, этанол, дым)Питание 5V

MQ-4 (Метан, CNG газ) Питание 5V

MQ-5 (Природный газ, LPG) Питание 5V

MQ-6 (LPG, бутан) Питание 5V

MQ-7 (Угарный газ) Питание Переменный 5V и 1.4V

MQ-8 (Водород) Питание 5V

MQ-9 (Угарный газ, горючие газы) Питание Переменный 5V и 1.4V

MQ131 (Озон) Питание 6V

MQ135 (Качество воздуха, Бензол, алкоголь, дым) Питание 5V

MQ136 (Сероводород) Питание 5V

MQ137 (Аммоний) Питание 5V

MQ138 (Бензол, толуол, спирт, ацетон, пропан, газообразный формальдегид, водород) Питание 5V

MQ214 (Метан, природный газ)Питание 6V

MQ216 (Природный газ, уголь газ) Питание 5V

MQ303A (Спирт, этанол, дым) Питание 0.9V

MQ306A (LPG, бутан) Питание 0.9V

MQ307A (Угарный газ) Питание Переменный 0,2V и 0.9V

MQ309A (Угарный газ, горючие газы) Питание Переменный 0.2V и 0.9V

Как видим большинство датчиков с питанием 5 вольт, но есть отдельные варианты с различным, извращенным питанием, хорошо, что они не часто встречаются.

Переходи к обсуждению и подключение датчика MQ-4 – бутан, пропан, метан, дым