基于传感器的低成本可燃性气体泄漏报警器设计

本文摘要:液化石油气、煤气等可燃气作为燃料经常因产生外泄而导致中毒和火灾等事故。有数的可燃气体外泄报警器种类多样,最重要用作工业厂矿,体积大,价格低,无法推展到家用。 虽然也有一些简陋报警器,但也是结构复杂,价格偏高,推展到家用较为闲难。 为此研究了用一个简略的数字和仿效集成电路互为牵头的技巧解决问题了装置成本高的问题。

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液化石油气、煤气等可燃气作为燃料经常因产生外泄而导致中毒和火灾等事故。有数的可燃气体外泄报警器种类多样,最重要用作工业厂矿,体积大,价格低,无法推展到家用。

虽然也有一些简陋报警器,但也是结构复杂,价格偏高,推展到家用较为闲难。  为此研究了用一个简略的数字和仿效集成电路互为牵头的技巧解决问题了装置成本高的问题。研制出了小巧的可燃气体外泄报警器,它结构简略,成本便宜(主电路元件酬劳只有3元左右,不含外壳和电源的全部材料费只有十几元),且报警敏锐度在传感器的性能领域内给定固定式。  试用成果指出,该装置应用于便利,效果十分好,且只需简略改进才可快速增长掌控功效,可便利构建主动掌控打开风扇等装置。

该可燃性气体外泄报警器不仅适合于家庭,也适合于工矿企业等利用,且其报警敏锐度、报警提醒功效、可靠性等高于目前有数产品。  1系统设计优化较为  目前可燃性气体外泄报警器的构建技术分成两大类,一类是以单片机为核心的智能型报警器,还包括信号调理、A/D取样和输入输出电路等,比较简单。另一类几乎用硬件构建,电路非常复杂。

这两类技术都使用较简单的电路解决问题可燃气传感器的初始报警问题。而初始报警的原因是由于传感器在开始加电时,其电导率仍未约稳态值,从而造成误将报警,大约3min后,传感器的电导率约稳态值,报警才暂停。

  为了解决问题初始报警问题,可使用以下两种方案:  1)使用二次报警方案,该方案是将传感器的初始电导率的当量可燃气浓度作为第一阶段报警浓度,这一阶段只让报警灯暗,喇叭不敲。第二阶段报警是当可燃气泄漏浓度超过一个临界危险性浓度时再行打开声音报警。

这类方案必须较简单的两阶段较为报警电路,警告力较强且不可信,报警灵敏度不能徵;  2)使用较为或对系统延时的报警方案,但电路非常复杂,成本较高。因此,使用硬件设计降低成本是关键。这里明确提出一种使用数字和仿真集成电路结合的设计方案,解决问题报警和二次报警的问题,并获得很好效果。

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  2器件自由选择与工作原理  气敏传感器种类多样,性能各异。这里搭配MQ-KC型传感器,它是一种新型的电阻型气敏型元件,可用作天然气、煤气、石油气等检漏报警。

具备灵敏度低,长年稳定性好,寿命长,价格低,功耗小,可方便使用电池等特点。MQ-KC型传感器原理:将该传感器接至规定阻抗,在加电的初始阶段,传感器的电导率呈现出一个较高的值,大约3min左右超过稳态值。若将其置放具备一定浓度的可燃气体中,其电导率将增高,在一定范围内,可燃气体浓度越高,传感器电导率也越高,如果将传感器与阻抗串联,阻抗即引发电压变化,加载这一变化电压,经较为、缩放才可构建报警与掌控等功能。  3硬件电路设计  3.1基本报警电路  MQ-KC型传感器额定电源电压为9V,拒绝相连一只负载电阻。

信号放入与较为电路如果用分立元件设计,元件数量多,成本高,且效果很差。为此,搭配一片单电源9V供电,具备一定驱动能力的构建双运放来构建。

图1为该基本报警电路。


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