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基于傳感器的低成本可燃性氣體泄漏報警器設(shè)計

作者: 時間:2012-10-11 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

3.2 初始報警電路

圖1所示的基本報警電路的不足:一開始加電時,尚未達到穩(wěn)態(tài),其電阻值較小,VR1較大,導(dǎo)致蜂鳴器HA誤報警。為了解決這一問題,采用一個數(shù)字信號控制的模擬開關(guān),其控制信號采用簡單的電容充電延時電路,原理圖如圖2所示。圖1中比較器B的輸出V0加到模擬開關(guān)4066的輸入端,開關(guān)的輸出端接蜂鳴器HA。初始加電時,電容C上的電壓VC為0,4066不導(dǎo)通,無論V0值為多高,HA都不會報警。隨著電容充電,VC不斷升高,當達到4066的控制門限閾值時,4066才導(dǎo)通,即能進入報警狀態(tài)。電容充電使其電壓達到4066的控制門限閾值時間即為延時時間。電容C和電阻R的取值可根據(jù)延時要求確定。為可靠起見,取RC=1/2T,T為初始穩(wěn)定時間。本裝置取R=l MΩ,C=100μF,即能實現(xiàn)可靠的延時。

3.3 整機硬件電路及調(diào)試

將上述兩個電路合起來即構(gòu)成了整機電路,如圖3所示。為了使V-穩(wěn)定不變,R1、R2應(yīng)采用精密金屬膜電阻。裝置開機預(yù)熱3 min后,用萬用表測R1上的電壓VR1,測得為1.7 V。若要想讓裝置的報警濃度為x%,有條件時,可將置于濃度為x%的中(可用成分分析儀監(jiān)測),lO s后再測R1上的電壓得到VR1。調(diào)整RW,將V-調(diào)到略小于VR1。正常使用時,當濃度達到標定濃度x%時,裝置就會報警,若增加了控制裝置,可控制開啟風(fēng)扇或關(guān)閉閥門等。在沒有條件時,調(diào)整RW,將V-調(diào)到略大于VE1,保證在正??諝猸h(huán)境不報警。再將裝置于氣灶具旁,打開灶具開關(guān),吹熄火焰,有少量可燃氣體,裝置應(yīng)報警。若要提高報警濃度,可調(diào)RW加大V-,反之應(yīng)減小V-。

3.4 電源

本裝置的電源供電總電流小于20 mA,因此可使用9 V的電池供電。樣機選用交流220 V供電,使用一個7809三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓。

4 試用實驗及結(jié)果

4.1 試用結(jié)果

將該裝置置于廚房,開機預(yù)熱3 min,裝置無初始報警。關(guān)閉廚房門,放出適量煤氣,幾秒鐘后裝置開始報警,再將裝置移離現(xiàn)場到,約30 s后報警停止。在正常空氣的廚房中,將裝置開機預(yù)熱3min后置于可燃氣灶邊,打開灶具開關(guān),吹熄火焰,幾秒鐘后裝置開始報警,當廚房中仍散有煤氣時,它將持續(xù)報警,將它置于窗外,它才能較快恢復(fù)并停止報警。

4.2 應(yīng)用與安裝

本裝置不僅可用于工礦企業(yè)的可燃氣報警,由于其特低,因此,也可推廣到普通家庭,作為燃氣洗澡裝置和廚房可燃氣的泄漏。只要將其安裝在燃氣裝置附近(相距1 m以內(nèi)效果最好)即可實現(xiàn)自動泄漏報警。安裝時,應(yīng)注意不要將裝置安放在通風(fēng)口處。

5 結(jié)束語

本裝置采用一塊數(shù)字控制的集成模擬開關(guān)和阻容充電電路解決了可燃性氣體報警裝置的初始誤報警問題,用一個單電源供電的雙集成運放實現(xiàn)信號取出、比較和報警驅(qū)動,并使裝置報警靈敏度在傳感器性能范圍內(nèi)任意可調(diào)。實現(xiàn)如下性能:功耗小于0.3W;靈敏度V1/V0>2;響應(yīng)時間小于lO s:恢復(fù)時間小于30 s。該可燃性氣體報警裝置采用數(shù)字和模擬集成電路相結(jié)合的技術(shù),大大減少了元器件數(shù)量,從而提高了裝置的穩(wěn)定性和可靠性,且使得主電路的元件不到3元。使其具有較高的性價比,還可以根據(jù)用戶需要和具體情況進一步改進該報警裝置。加一級控制電路,只要在比較器B的輸出加一級繼電器驅(qū)動即可實現(xiàn)。


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