毕业设计煤气报警器毕业论文

电工与电子技术

毕业设计

-------------------煤气安全报警电路

目录

一、问题的引入----------------------------------------3

二、设计目的------------------------------------------ 3

三、设计要求------------------------------------------ 3

四、所需仪器设备与器件-------------------------------4

五、设计内容、方法与步骤-----------------------------4

六、收获与体会------------------------------------------10

七、参考文献--------------------------------------------11

一、问题的引入：

在实际应用中，常常需要一种能够自动发出报警的装置，比如煤气的安全报警的控制系统。本节设计与制作的电路就具有这种功能。

二、设计目的：

通过这一课程设计，读者可以在如下方面得到锻炼。

（ 1 ）基本了解设计数字系统的一般方法。

（ 2 ）进一步熟悉常用数字器件的使用方法。

（ 3 ）基本掌握通过逻辑分析查找数字电路故障的方法。

三、设计要求：

设计并制作出一种用于控制煤气排放量的自动报警电路，它具有如下功能：

（ 1 ）可以控制煤气的排放量。

（ 2 ）可以自动产生空气负离子和臭氧。

（ 3 ）每过一段时间，使排放的过多的ＣＯ气体与臭氧Ｏ３化合成对人体无毒害的ＣＯ２。

（ 4 ）空气成分变化的间隔时间可以自动调节。

四、所需仪器设备与器件

稳压电源，protel99绘图软件，负离子发生器，扬声器。555集成定时器

五、设计内容、方法与步骤：

．设计内容

１）

全报警器受控的基本原理

当有害气体达到危险浓度时，５５５时基电路Ａ1的2脚电位大于Ｅc ／３（４Ｖ），Ａ2的3脚输出为低电平，继电器ＫＡ得电吸合，

其常开触点闭合，接通机外报警系统。

同

时扬声器发出“嘀”声，ＶＨ发光。当煤气泄露故障排除后，电路自动复原。

调节电位器ＲＰ，可改变报警的灵敏度。2 ）系统框图

根据设计要求，确定如下图所示系统框图。

（1）电源电路

市电经变压器

T1降压、整流桥

VC 整流、串联型晶体管稳压电路（由三极管

VT1、VT2等组

成）稳压后，提供

12V 直流电源

电源电路

气敏探测电路

电子开关电路

报警电路

开放式空气负离子发生器

RP1 100

A B

f MQ-N 5

H f

R

568R

P 24.7K 气敏探测电路

(2)敏

探测电路

由气敏元件MQ-N5、电位器RP1、电阻R5和指示灯H 组成。H 起稳定气敏元件灯丝的电流作用，以使报警器工作稳定、可靠。因为灯丝电阻随温度（即通过的电流）而正比变化。温度高，电阻大，致使流过灯丝的电流减小；反之，电流增大，从而确保灯丝电流的稳定。分流电阻R5用以减少流过指示灯H 的电流，避免灯丝达到正常的白炽化程度（白炽化时就失

去稳流作用）。气敏元件预热数分钟后，在清洁的空气中，测量极

A-A 与B-B 之间的电阻为

一个稳定值，适当调节电位器RP2，可使B-B 端的电压接近为零（即

RP2为调零电位器），

当气敏元件遇到煤气后，A-A 与B-B 之间的电阻相继下降，

B-B 端的电位则上升。利用

B-B

端的电位去控制电子开关电路。

电子开关电路

（3）电子开关电路由JEC-2施密特集成电路A1和三极管VT3组成。当B-B 端（即A1的7脚）为低电平时，

2

脚输出为高电平，

555时基电路A2 不工作。此时

VT3因反偏而截止。当

7脚为高电平时，

A1电路反转，2脚输出为低电平，A2电路被接通，VT3导通，继电器KA得电吸合，其常开触点闭合，接通负离子发生器的电源，使它投入工作。

(4)报警电路

由555时基电路A2、发光二极管VH、扬声器B及阻容元件等组成。

A2等组成音频振荡器。工作时，扬声器发出“嘀”的声音，VH发光。当煤气泄露故障排除后，电路自动恢复。

**555定时器的基本电路结构及其工作原理。

555定时器电路是一个中规模的集成电路，可以由TTL电路或CMOS电路构成。它是一种能产生时间延迟和多种脉冲信号的控制电路。只要在外部配上几个适当的电阻元件，就可以构成单稳态触发器。多谐振荡器以及施密特触发器等脉冲产生与整形电路，在工业自动控制，定时，仿声和防盗报警等方面有广泛的应用。

555定时电路结构如下图所示。

开放式空气负离子发生器

(5)开放式空气负离子发生器由双向晶闸管V、二极管VD1～VD2、升压变压器T2、电阻R11～

R13和电容C5～C7组成。市电经R10、C6分压，在V的第一电极和第二电极加有电压。VD1、C5和R11为触发回路，R11、C5起移相。当市

电负半周时，C6两端电压为上负、下正，这时经VD3、R12向C7充电，C7两端电压瞬间达

8V左右，V导通。当市电电压过零时，由于C5的移相作用，C5两端的电压加到V的控制极上，V仍然保持导通。当市电正半周时，经VD1直接触发V，使其导通。T2初级绕组与C7组成一个LC振荡电路就产生一个衰减式自由振荡，其频率约725Hz，振荡电流经T2升压，再经VD2整流，便在负离子发生器的极板上产生静电高压，于是就电离出空气负离子和臭氧

沿着电力线向四周扩散开来。

图中，R13的作用是防止人体触电而设的。由于该装置工作时不会产生高压放电火花，

所以不会发生煤气爆炸事故。

由以上个各分组功能元件可以得到整体功能电路图,如下图所示

六、收获与体会

这次做的是模拟电子课程设计，虽然以前已经做过数字电子课程设计，有了一定的经验，但是还是遇到了重重困难，我运用所学的课本知识，以及查阅相关的文献，对设计过程中、

所遇到的问题都一一的攻破，经这次设计证明，将所学的知识和电子设计方法相结合，大大的调动了我们学习的积极性，并有利于我们系统的科学地培养我们的实际动手能力，工程设计能力及创新设计能力，活耀了我们的思维，既符合由简到繁，循序渐进的教学规律，又能激发我们对模拟电子线路设计的兴趣。

通过课程设计，我们对所学的知识有了更深刻地了解，实现了从

理论到实践再到理论的几个飞跃，也更加了解到科学知识应该以服务社会为目的，只有

掌握了足够的知识才能更好的为社会贡献我们的力量。我们学会了利用所学知识以技术上的

知识解决问题的能力。

本次设计得道了老师和同学们的大力帮助，但由于本人知识水平有限，总有许多的不足之处，希望各位老师能够提出宝贵的建议和批评，以助于我以后能够完成更完美的设计。