家用便携式可燃气体报警器电路设计

2011-10-26鲍帮玉

中国科技信息 2011年12期

关键词：低电平报警器导通

鲍帮玉

南昌陆军学院科文教研室 330103

家用便携式可燃气体报警器电路设计

鲍帮玉

南昌陆军学院科文教研室 330103

基于家庭日常的需要，为防止可燃气体泄漏，笔者设计了一款灵敏度高、简单可靠、体积小、价格便宜、方便使用的可燃气体报警电路。重点阐述了该电路的组成和工作原理。

可燃气体；比较器；报警器

煤气等可燃气体在家庭中的使用已非常广泛和经常，而因可燃气体的泄漏造成的伤害几乎每年都在发生，给人们造成了很多生命和财产损失。基于实际需要，笔者设计了一款针对家用的可燃气体报警器，此报警器灵敏度高、体积小、价格便宜、方便使用、经实际使用安全可靠。

1 工作流程

报警器由可燃气传感器、放大器、比较器、声光报警电路、电源电路五部分组成。其电路框图如图1。

燃气传感器将探测到的可燃气体信息变成电信号送到放大器，电信号通过放大后得到一个有较大变化的电压并输入到电压比较器中与设定的参考电压进行比较，比较器输出高电平或者低电平，用此变化的高电压或低平来控制声光报警电路静止或工作。

2 工作原理

2.1 工作原理图如图2

2.2 MQ-5型可燃气体传感器工作原理

MQ-5型可燃气体传感器由气敏元件、测量电极和加热器构成（见原理图中虚线框内电路）。封装好的气敏元件引出6只针状引脚，其排列如图3所示。

H.H引脚用于提供加热电流，A.A和B.B4个引脚用于信号取出。两个H引脚分别接电源正极和地，两个A脚相连接，两个B脚相连接。传感器预热完成后，当检测到可燃气体时，传感器的阻值迅速减小。

2.3 报警器电路工作原理

本电路采用集成运放LM358，A1运放于R3、R4、Rp1构成比较器电路。当电路通电，传感器开始预热。如果可燃气体浓度正常时，传感器阻值大，R1上的分压小，此时μ-＜μ+，A1输出高压平（1脚），V1导通，绿色LED亮，电路处于待测状态。如果可燃气体超标时，传感器的电阻值下降，R1上的分压增加，当μ-＞μ+ 时，A1翻转，1脚输出低电平，V1截止，绿色LED灭，V2导通,红色LED亮，蜂鸣器加上电压发出警报声。

图3

图2

图1

图4

A2、R7、C5、R8、R9构成延时电路，防止报警器误动作。A2与其外围元件组成的电路实质也是个比较器。这是因为传感器需预5秒左右才能进入稳定的工作状态，因此需对电路进入正常检测状态作5秒钟的延时。刚通电时，电容C5上电压为0，A2的同相输端（5脚）电压低于反相输入端电压（6脚），A2（7脚）输出低电平。如果此时无可燃气体，传感A、B间呈现很大电阻，R1上的分压很小，比较器A1反相输入端为低电平，VD5导通，使A12脚电压钳制在1.5V左右,A1不翻转，A11脚仍是高压。V1仍保持导通，LED继续亮。当C5上的电压达到2.5V时，A2翻转，A27脚输出高平，黄色LED灯灭，电路进入正常检测状态。S为检验按钮，按下后，报警器报警，说明报警电路工作正常。

2.4 电源电路工作原理

电源电路主要有变压器、桥式整流电路、LM7805集成块组成，其原理如图4。

经变压器将220V市电变换为9V交流电，再通过VD1—VD4整流和C1、C2滤波，送到LM7805（1脚），经其变换，从LM7805（3脚）输出5V直流电，提供给传感器和报警电路使用。