煤气炉熄火报警器

文 张爱迪

煤气炉熄火报警器

文 张爱迪

家庭中最大的消防隐患是厨房里的燃气炉。使用煤气炉或液化气炉烧水做饭时，有时会因开水外溢或风吹而使炉火熄灭，如果发现不及时会造成煤气大量外泄，酿成恶性事故！

为此，我们可动手制作一台既简单又实用的煤气炉熄火报警器，确保家庭安全。这种报警器能有效监测煤气的燃烧情况，在炉火意外熄灭时，会自动发出声、光报警信号，提醒人们及时关闭煤气开关或重新点火，避免事故的发生。

一、工作原理

煤气炉熄火报警器的电路如图1所示。其核心元器件为一块二输入端四与非门数字集成电路CD4011，其中门Ⅰ、门Ⅱ接成非门使用，门Ⅲ、门Ⅳ和电阻器R2、电容器C组成了一个音频多谐振荡器。光电三极管VT1担任光电传感器。门Ⅰ的输入电平高低由VT1和微调电位器RP对电池G的分压所决定，也就是说在RP调好的情况下，VT1接受光线与否将直接决定门Ⅰ输入电平的高低。

图1 煤气炉熄火报警器电路图

闭合电源开关SA，电路通电工作。当煤气正常燃烧时，光电三极管VT1受火焰光照射而呈低电阻状态，此时集成电路A的门Ⅰ输入端电压＞1/2VDD，其输出端处于低电平。该低电平分别“封住”了门Ⅱ和门Ⅲ，使发光二极管VD不亮，音响振荡器不工作。

一旦炉火因水溢扑灭或被风刮灭等，光电三极管VT1就会因失去火焰光照射而内阻大增，集成电路A的门Ⅰ输入电压＜1/2VDD，输出电压由低电平转为高电平。该高电平信号一路经门Ⅱ输出低电平，使发光二极管VD通电发光；另一路加到门Ⅲ的输入端，使门Ⅲ、门Ⅳ等组成的音频振荡器起振，所输出音频振荡信号经晶体三极管VT2功率放大后，直接推动扬声器B发出响亮的“嘟”声。

电路中，R1是发光二极管VD的限流电阻器；R2和C分别为振荡电阻器与电容器。门Ⅲ、门Ⅳ组成的多谐振荡器，其工作频率（即扬声器B的发声音调）由公式f=1/（2.2× R2×C）决定，按图中所给出的数值计算得到的f为454.5Hz。

图2 CD4011的引脚排列图

二、元器件准备

本制作共用了15个元器件，A选用CD4011型二输入端四与非门数字集成电路，它采用双列直插形式封装，共有14个引脚，其引脚排列如图2所示。该集成块也可用CC4011或MC14011型数字电路直接进行代换。

VT1选用3DU11或3DU12、3DU21型硅光电三极管，也可用普通光敏电阻器来代替；VT2选用9013（集电极最大允许电流ICM=0.5A，集电极最大允许功耗PCM=625mW）或3DG12、 3DX201型硅NPN中功率三极管，要求电流放大系数β＞150；VD最好选用φ5mm的高亮度红色发光二极管。

RP可用WH7-A型立式微调电位器；R1、R2均用RTX-1/8W型碳膜电阻器；C用CT1型瓷介电容器；B用8Ω、0.25W小口径动圈式扬声器；SA可用CKB-1型拨动开关；G用四节5号干电池（需配上塑料电池架）串联而成，电压为6V。

三、制作与使用

图3所示是该煤气炉熄火报警器的印制电路板接线图，印制电路板实际尺寸约为40mm×25mm。焊接时注意：电烙铁外壳要良好接地，也可拔掉电源插头用电烙铁余热焊接，以免交流感应电压通过电烙铁头引入电路，造成集成电路A内部CMOS电路损坏。

焊接好的电路板安装在图4所示的绝缘小盒（如塑料香皂盒）内。盒面板开孔固定电源开关SA，并分别为发光二极管VD开出安装孔、为扬声器B开出释音孔；盒侧面开孔安装光电三极管VT1，并加装上尺寸约为φ8mm×30mm的黑色硬塑料管作为VT1的避光罩，以有效防止外界其他光线对VT1造成干扰。

装配完毕、检查无误后，就可通电调试。一般在无火光照射的室内环境下，用小螺丝刀缓慢调节微调电位器RP的电阻值，使扬声器B刚好发声即可。如对扬声器发声音调不满意，可通过适当改变电阻器R2的阻值或电容器C的容量来加以调整，直到满意为止。

图3 煤气炉熄火报警器印制电路板图

图4 煤气炉熄火报警器外形图

使用时，将光电三极管VT1正对准炉火，相距约30cm左右，并合上电源开关SA，此时电路进入炉火监视状态。一旦炉火自行熄灭，报警器便会立即发出声、光两种报警信号。每次烧水做饭前，为了避免报警器非报警发声，应先点着炉火，然后再闭合报警器的电源开关SA；关闭炉火前，应先关掉报警器的电源开关SA，再关掉煤气阀门。