家用便攜式可燃?xì)怏w報(bào)警器電路設(shè)計(jì)

鮑幫玉

南昌陸軍學(xué)院科文教研室 330103

家用便攜式可燃?xì)怏w報(bào)警器電路設(shè)計(jì)

鮑幫玉

南昌陸軍學(xué)院科文教研室 330103

基于家庭日常的需要，為防止可燃?xì)怏w泄漏，筆者設(shè)計(jì)了一款靈敏度高、簡(jiǎn)單可靠、體積小、價(jià)格便宜、方便使用的可燃?xì)怏w報(bào)警電路。重點(diǎn)闡述了該電路的組成和工作原理。

可燃?xì)怏w；比較器；報(bào)警器

煤氣等可燃?xì)怏w在家庭中的使用已非常廣泛和經(jīng)常，而因可燃?xì)怏w的泄漏造成的傷害幾乎每年都在發(fā)生，給人們?cè)斐闪撕芏嗌拓?cái)產(chǎn)損失。基于實(shí)際需要，筆者設(shè)計(jì)了一款針對(duì)家用的可燃?xì)怏w報(bào)警器，此報(bào)警器靈敏度高、體積小、價(jià)格便宜、方便使用、經(jīng)實(shí)際使用安全可靠。

1 工作流程

報(bào)警器由可燃?xì)鈧鞲衅鳌⒎糯笃鳌⒈容^器、聲光報(bào)警電路、電源電路五部分組成。其電路框圖如圖1。

燃?xì)鈧鞲衅鲗⑻綔y(cè)到的可燃?xì)怏w信息變成電信號(hào)送到放大器，電信號(hào)通過(guò)放大后得到一個(gè)有較大變化的電壓并輸入到電壓比較器中與設(shè)定的參考電壓進(jìn)行比較，比較器輸出高電平或者低電平，用此變化的高電壓或低平來(lái)控制聲光報(bào)警電路靜止或工作。

2 工作原理

2.1 工作原理圖如圖2

2.2 MQ-5型可燃?xì)怏w傳感器工作原理

MQ-5型可燃?xì)怏w傳感器由氣敏元件、測(cè)量電極和加熱器構(gòu)成（見(jiàn)原理圖中虛線(xiàn)框內(nèi)電路）。封裝好的氣敏元件引出6只針狀引腳，其排列如圖3所示。

H.H引腳用于提供加熱電流，A.A和B.B4個(gè)引腳用于信號(hào)取出。兩個(gè)H引腳分別接電源正極和地，兩個(gè)A腳相連接，兩個(gè)B腳相連接。傳感器預(yù)熱完成后，當(dāng)檢測(cè)到可燃?xì)怏w時(shí)，傳感器的阻值迅速減小。

2.3 報(bào)警器電路工作原理

本電路采用集成運(yùn)放LM358，A1運(yùn)放于R3、R4、Rp1構(gòu)成比較器電路。當(dāng)電路通電，傳感器開(kāi)始預(yù)熱。如果可燃?xì)怏w濃度正常時(shí)，傳感器阻值大，R1上的分壓小，此時(shí)μ-＜μ+，A1輸出高壓平（1腳），V1導(dǎo)通，綠色LED亮，電路處于待測(cè)狀態(tài)。如果可燃?xì)怏w超標(biāo)時(shí)，傳感器的電阻值下降，R1上的分壓增加，當(dāng)μ-＞μ+ 時(shí)，A1翻轉(zhuǎn)，1腳輸出低電平，V1截止，綠色LED滅，V2導(dǎo)通,紅色LED亮，蜂鳴器加上電壓發(fā)出警報(bào)聲。

圖3

圖2

圖1

圖4

A2、R7、C5、R8、R9構(gòu)成延時(shí)電路，防止報(bào)警器誤動(dòng)作。A2與其外圍元件組成的電路實(shí)質(zhì)也是個(gè)比較器。這是因?yàn)閭鞲衅餍桀A(yù)5秒左右才能進(jìn)入穩(wěn)定的工作狀態(tài)，因此需對(duì)電路進(jìn)入正常檢測(cè)狀態(tài)作5秒鐘的延時(shí)。剛通電時(shí)，電容C5上電壓為0，A2的同相輸端（5腳）電壓低于反相輸入端電壓（6腳），A2（7腳）輸出低電平。如果此時(shí)無(wú)可燃?xì)怏w，傳感A、B間呈現(xiàn)很大電阻，R1上的分壓很小，比較器A1反相輸入端為低電平，VD5導(dǎo)通，使A12腳電壓鉗制在1.5V左右,A1不翻轉(zhuǎn)，A11腳仍是高壓。V1仍保持導(dǎo)通，LED繼續(xù)亮。當(dāng)C5上的電壓達(dá)到2.5V時(shí)，A2翻轉(zhuǎn)，A27腳輸出高平，黃色LED燈滅，電路進(jìn)入正常檢測(cè)狀態(tài)。S為檢驗(yàn)按鈕，按下后，報(bào)警器報(bào)警，說(shuō)明報(bào)警電路工作正常。

2.4 電源電路工作原理

電源電路主要有變壓器、橋式整流電路、LM7805集成塊組成，其原理如圖4。

經(jīng)變壓器將220V市電變換為9V交流電，再通過(guò)VD1—VD4整流和C1、C2濾波，送到LM7805（1腳），經(jīng)其變換，從LM7805（3腳）輸出5V直流電，提供給傳感器和報(bào)警電路使用。

3 注意事項(xiàng)

作為家庭使用，本報(bào)警器主要用于檢測(cè)廚房、洗浴間的可燃?xì)怏w泄漏。

3.1 在使用時(shí)應(yīng)放置在可燃?xì)怏w，易泄漏處。如煤氣灶、燃?xì)鉄崴髋浴?/p>

3.2 定期按下S按鈕，檢查報(bào)警器是否工作正常，以防誤報(bào)。

3.4 傳感器使用壽命為3～5年，超過(guò)期限應(yīng)更換。

[1]黃賢武，鄭筱霞.傳感器原理與應(yīng)用.北京：高等教育出版社.2004

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.12.062