08 2010 senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · infračervené (ir) analyzátory...
TRANSCRIPT
![Page 1: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/1.jpg)
Senzory v inteligentních budovách
Pavel RipkaKatedra měření ČVUT FEL v Praze
[email protected]://measure.feld.cvut.cz/
Evropský sociální fond.Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti
![Page 2: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/2.jpg)
Aplikace senzorů v budovách
• HVAC
• Měření spotřeby médií a energie
• Zabezpečovací systémy
• Požární bezpečnost
• Výtahy a výškové budovy
• Další bezpečnostní systémy (povodeň, zbraně..)
• Osvětlovací systémy
• Energie pro bezdrátové senzory
![Page 3: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/3.jpg)
Senzory pro HVAC
• Teplota
• Proudění
• Tepelný komfort
• Kvalita vzduchu: vlhkost, chemické složení
• Meteo:– Sluneční svit
– Srážky
– Teplota, směr a síla větru
![Page 4: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/4.jpg)
Tepelný komfort
• ISO 7730
Vlhkost, teplota, radiační teplota, prouděnívzduchu
![Page 5: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/5.jpg)
Senzory vlhkosti a chem. složení vzduchu
• Sorpční ‐ vodivostní a kapacitní
• Psychrometry
• Infračervené (spektrometry)
• Rosný bod
• Pellistory
• Elektrochemické senzory plynů
![Page 6: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/6.jpg)
Polovodičové senzory plynů
Řez senzorem a vyhodnocení
![Page 7: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/7.jpg)
Sorpční senzory vlhkosti
Odporový senzor vlhkosti
Impedance od dna pórůk Al elektrodě
Zákl.kapacita
Odporstěny pórů
Svodovýodpor
![Page 8: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/8.jpg)
Sorpční senzory vlhkosti
Kapacitní senzor vlhkosti
Senzor je tvořen kondenzátorem, jehoždielektrikum je z hydroskopického materiálu.Kapacita senzoru je funkcírelativní vlhkosti.
![Page 9: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/9.jpg)
Elektrochemické senzory plynů
Životnost jen 2‐3 roky
Plyn Rozsah (ppm, typ.)H2 0 – 2000/4%H2S 0 - 100CO 0 – 300/1000HF 0 – 10NH3 (Ammonia) 0 – 100/1000Phosgene COCl2 detection limit 0.02 ppm
![Page 10: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/10.jpg)
Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry
Často se používá pro CO2, freon, čpavek(špatně se detekuje elektrochemickými senzory)
plyn spektrální čára (μm)CH4, C2H6, C3H8, C4H10 3.4CO2 4.25CO 4.7Freon 8.35NH3 10.45
![Page 11: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/11.jpg)
Infračervené (IR) analyzátory plynu
Úzkopásmový IR analyzátorfy Dräger
1…pulzní IR zdroj2,5…transparentní okno3…měřicí kyveta4…zrcadlo6…polopropustný dělič
záření7,9…interferenční filtry8,10…pyroelektrické
detektory
moderní verzedisperzního analyzátoru
![Page 12: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/12.jpg)
Psychrometr
Psychrometrický senzor
![Page 13: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/13.jpg)
Zrcadlové senzory teploty rosného bodu
Znečištování zrcadla
Zrcadlo (Au) je chlazeno Peltierovým článkem, a to tak, aby byla udržována konstantní teplota orosení.
![Page 14: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/14.jpg)
6" Circular ChartTemperature, Humidity, Dewpoint Recorder
Relative humidity range:Relative humidity range: 00‐‐100% 100% Relative humidity accuracy:Relative humidity accuracy: ±±3% 3% Dewpoint range:Dewpoint range: 0 to 500 to 50°°C C Dewpoint accuracy:Dewpoint accuracy: ±±11°°C C
©Omega
![Page 15: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/15.jpg)
Nejpřesnější vlhkoměr: TDLAS(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)
Beerův zákon: I0/I= k l NI, (I0).. intenzita na (mimo) frekvenci absorbční čáry vody, k.. konstanta, l.. dráha paprsku, N ..počet molekul vody
výhody:výhody:
jen jeden paprsekjen jeden paprsek
jeden zdrojjeden zdroj
jeden detektorjeden detektor
‐‐> bez kalibrace > bez kalibrace
rozlirozliššeneníí ppbppb
http://www.deltahttp://www.delta‐‐f.com/f.com/
![Page 16: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/16.jpg)
Paramagnetické senzory kyslíku
princip:•magnetomechanický•termomagnetický
Kyslík je vtahován do komůrky, tam se ohřeje nad Tc a proudí zpětProudění se detekuje (např. víry)
Diamagnetický vzorek (např. ampule s dusíkem) je vysouván z paramagn. prostředí
![Page 17: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/17.jpg)
![Page 18: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/18.jpg)
Meteosenzory, senzory světla
Sluneční senzor (pyranometr) Senzor destě
![Page 19: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/19.jpg)
Měření spotřeby
• Elektrická energie
• Voda
• Plyn
• Teplo
Centralizace dat v elektroměruPřenos dat po rozvodné sítiPřesné měření spotřeby energie= špehování?
![Page 20: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/20.jpg)
Špehování přesným elektroměrema vodoměrem
Zdroj: Seluxit
![Page 21: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/21.jpg)
Kvalita vody v bazenu
• pH
• Teplota
• Obsah chloru
![Page 22: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/22.jpg)
Zabezpečovací systémy
• PIR detektory
• Akustické detektory rozbití skla
• Mikrovlnné senzory
• Kapacitní, triboelektrické
• Tlakové spínače
• Okenní a dveřní kontakty
• Inteligentní kamery
• Optické závory
• Značky na chráněných objektech (antitheft)
![Page 23: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/23.jpg)
Požární detektory
• Teplota
• Kouř
• IR a UV detektory plamene
Ionizační detektor kouředetekuje i částice pod 0,2 µm
optický detektor kouře
![Page 24: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/24.jpg)
Senzory ve výtazícha výškových budovách
• Vibrace, seismograf
• Inklinoměry
• Rychlost
• Poloha
• Zrychlení
• Hmotnost
• Optická závoraSenzory zatížení výtahu
![Page 25: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/25.jpg)
Inklinoměry
Principy:‐ Olovnice 1’‐ Bublinový 0,05‐ akcelerometr 0,2°
Rychlost odezvyPřesnostCena
Bublinový inklinoměr
![Page 26: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/26.jpg)
Další bezpečnostní senzory
• Povodeň
• Únik kapalin
• Únik plynů
• Radioaktivita
• Detekce zbraní a výbušnin
![Page 27: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/27.jpg)
Termokatalytické senzory
Pellistor
Měření koncentrace hořlavých a výbušných plynů
Uspořádání (a) a kompletní můstkové uspořádání(b)
![Page 28: 08 2010 Senzory v inteligentních budovách · 2011. 4. 27. · Infračervené (IR) analyzátory plynu a vlhkoměry Často se používápro CO 2, freon, čpavek (špatněse detekuje](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060821/609aa79c77eed415d024793c/html5/thumbnails/28.jpg)
Energy harvesting‐ energie pro bezdrátové senzory
• Termoelektrický jev (teplotní diference)
• Piezoelektrický jev (tlačítka)
• Solární články
• Elektromagnetický přenos
• Kinetická energie proudícího media:– Proud tekutiny v potrubí (voda, plyn, klimatizace)
– Vítr (meteostanice)