主题：【第八届原创】拆解理研GP-82型便携式可燃气体检测仪

日本是世界上最早发明燃气报警器的国家，在气体探测器研制、报警器性能上均处于国际领先地位，其中理研（RIKEN）、费加罗（FIGARO）是专门研制、生产可燃气体报警器的厂家，他们的产品以采用最先进的传感器、响应快、性能可靠、寿命长而著称。
此次拆解的是理研（RIKEN）GP-82型便携式可燃气体检测仪。
一、仪器基本情况
装在皮套中，便于携带。该仪器平时很少使用，保管的较好，成色新：

理研（RIKEN）早期产品的标签非常简易，采用不干胶（当年用不干胶标签可是时髦）。该机生产日期1984年10月：

GP-82型便携式可燃气体检测仪采用接触燃烧方式气体传感器，右边是传感器坚固的金属外罩：

侧面是使用功能区：

仪器使用2节AA（5号）电池：

GP-82技术指标：

二、仪器工作及电路原理
工作原理：该仪器是催化型可燃性气体检测仪。是利用铂丝加热后的电阻值变化来测定可燃气体浓度。当可燃气体进入探测器时，在催化剂作用下，检测元件铂丝表面发生氧化反应(无焰燃烧)，其产生的热量使铂丝的温度升高，从而使铂丝的电阻值发生变化，并引起铂丝两端的电压值相应发生变化。这个电信号被送入电路处理，显示出被测可燃性气体浓度。
电路原理：见下面电路框图，仪器的传感器采用检测元件（红色）和补偿元件（蓝色）与固定电阻和调零电位器构成检测电路（惠斯通电桥结构）。检测元件与补偿元件结构相同，只是检测元件的铂丝外面涂覆有催化剂，补偿元件作为参比功能、铂丝外面没有涂覆催化剂。仪器通电后，铂丝温度上升至工作温度，空气以自然扩散方式或其它方式到达元件表面。当空气中无可燃性气体时，桥路输出为零。当空气中含有可燃性气体并扩散到检测元件（红色）上时，由于催化作用产生无焰燃烧，使检测元件温度升高，铂丝电阻增大；桥路中的蓝色补偿元件没有催化剂层，遇到可燃气体不能燃烧，其铂丝电阻不变，这样使电桥失去平衡，从而有电压信号输出，这个电压的大小与可燃性气体浓度成正比，信号经放大，模数转换，通过液晶板显示出可燃性气体的浓度。当被测可燃性气体浓度超过限定值时，通过电压比较器对比分析，控制声光电路，蜂鸣器发生连续声音，发光二极管闪亮，发出报警信号。

三、电路主要元件
卸下仪器后背中间一颗固定螺丝：


这是电源模块：

电源模块下面是A/D转换器：

TSC公司的7106CPL是一款专为液晶数字万用表设计的三位半双积分A/D转换器，在本机直接驱动液晶显示板：

电路板上，ICL7660CPA是小功率极性反转电源变换器，为电路中的运放提供负电源；三只CA3078AE是2MHz 微功耗单运算放大器，一只作前级放大，一只作电路调理，一只作比较电路（当超过设定值时，发出报警控制信号），绿色的元件是绕线式调零电位器，黄色的元件是报警范围设置电位器：


这是电源开关、报警信号输出插孔：

黑色圆柱体是蜂鸣器，当气体浓度超范围时“滴滴滴”报警：

电路主板背面：

液晶显示器采用插足结构，插在镀金插座内，非常耐用和可靠：

四、传感器拆解
传感器安装在仪器右上角，取出传感器：


传感器插脚是镀金的，确保接触良好：

取下卡簧：

从中取出探头：

传感器外筒内部是金属过滤器，过滤空气中大颗粒灰尘、杂质：

两只传感器元件（检测元件与补偿元件）插在基座上：

检测元件与补偿元件（顶部有红漆）分别装在金属匣内，圆孔口处有一层稀疏的玻璃纤维。可以看出右边的检测元件工作时有温度，玻璃纤维要明显更稀疏一些：

取下检测元件与补偿元件：


用小刀小心翼翼将检测元件外壳与底座拨开：


这是检测元件的核心，催化元件被焊接在接线柱上：

用低倍显微镜观看，催化元件——外表裹覆催化剂的铂丝线圈：


催化元件的结构图如下，其工作原理是：当可燃气体接触检测元件时，在催化剂作用下，铂丝表面发生氧化反应(无焰燃烧)，其产生的热量使铂丝的温度升高，从而使铂丝的电阻率发生变化，铂丝两端的电压值发生变化，这个变化的电信号送入电路处理后，显示出来。

将仪器装还原，用酒精作试验：

在75%的医用酒精瓶口，测得乙醇挥发气体显示可燃浓度4%：

结束语：理研（RIKEN）GP-82型便携式可燃气体检测仪是早期生产的仪器，功能简单实用。通过拆解，该仪器电路虽是分离元件居多，但工艺扎实，非常耐用，这么多年过去了，仍然可以使用，值得国内仪器厂家借鉴。