可燃性气体检测报警器设计

符号
参数名称
技术参数
备注
Rs
敏感体电阻
10Ω-60KΩ
（1000ppm甲烷）
探测范围：
300-5000ppm
液化气、天然气、煤气
a
（1000ppm/5000
ppm CH4
浓度斜率
≤0.6
标准工作条件
温度：20℃±2℃Vc：5.0V±0.1V
相对湿度:65%±5% Vh:5.0V±0.1V
预热时间
不少于24小时
图1.1方案流程图
Figure 1.1 scheme flowchaБайду номын сангаасt
1.2
本设计所设计报警器具有下述功能:
（1）被检测区域的可燃浓度达到报警设定值时
警器应能发出声、光报警信号。
(2)报警器在传感元件断路或短路时应发出报信号，有明显区别的声、光
故障信号。
(3)报警器应对声、光报警装置设置手动自检功。
2、硬件部分…………………………………………………………………………………4
2.1气体传感器的分类及应用……………………………………………………4
2.2可燃气体检测电路………………………………………………………………4
2.3、LED显示电路…………………………………………………………………7
2.4、蜂鸣报警电路…………………………………………………………………9
图2.2气体检测电路
Figure 2.2 gas detection circuit
Alarm, Software design USES the monolithic integrated circuit to the C programming language. This alarm with stable performance, the parameters of gas sensors as a detector, adopt STC89C52 single-chip microcomputer control, can according to natural gas gas detection concentration acousto-optic alarm, and control the corresponding equipment work so as to realize safe protection
4、总结与体会………………………………………………………………………………15
5、谢辞………………………………………………………………………………………16
参考文献……………………………………………………………………………………18
附录1可燃性气体报警仪监测总电路图………………………………………19
随着人们对生活空间的安全和舒适性有了更高的要求，不仅要求监测、监控、检测易燃、易爆、有毒、有害气体，而且为确保身心健康，减少环境污染环境，还要求研制出各种高灵敏度、超小型、多功能化的气体传感器。近年来，可燃性气体传感器的研究和开发十分活跃，国外从20世纪30年代开始研究开发可燃性气体传感器，至今已经走过半个多世纪，品种到达数百种。
2.1
气体传感器种类繁多，分类方法目前尚无统一标准。根据气敏特性分类，主要分为半导体式、固体电解质式、电化学式等几类。
(1)半导体式气体传感器
自从1962年半导体金属氧化物陶瓷气体传感器问世以来，半导体气体传感器由于具有灵敏度高、响应时间快块。等优点，其产品发展非常迅速，按检测不同气敏特征量的方式可分为电阻式和非电阻式2种。电阻式半导体气体传感器主要是指半导体金属氧化物陶瓷气体传感器，其电阻随着气体含量不同而变化。非
1气体敏感层二氧化锡
2电极金（Au）
3测量电极引线铂（Pt）
4加热器镍铬合金（Ni-Cr）
5陶瓷管三氧化二铝
6防爆网100目双层不锈钢
（SUB316）
7卡环镀镍铜材（Ni-Cu）
8基座胶木
9针状管脚镀镍铜材（Ni-Cu）
A标准工作条件
符号
参数名称
技术条件
备注
Vc
回路电压
≤15V
AC or DC
Vh
加热电压
(3)电化学式气体传感器
电化学式气体传感器可分为原电池式，定电位电解
式、电量式，离子电极式4种类型。原电池式气体传感器通过检测电流来检测气体的浓度。定电位式传感器是通过测量电解时流过的电流来检测气体的浓度，和原电池式不同的是，他需要由外界施加特定电压，他除了能检测CO，NO，NO：，O。，SO：等气体外，还能检测血液中的氧浓度。电量式气体传感器是通过被测气体与电解质反应产生的电流来检测气体的浓度。离子电极式气体传感器出现得较早，通过测量离子极化电流来检测气体的浓度。电化学式气体传感器主要的优点是检测气体的灵敏度高，选
附录2可燃性气体监测报警仪主要元器件清单……………………………20
附录3程序代码………………………………………………………………………21
前言
随着工业、农业化的发展和人们生活水平的提高，及时、准确地对易燃、易爆、有毒有害气体进行监测预报和自动控制已成为当前天然气、煤炭、石油、化工、电力等部门急待解决的问题。家用燃气报警器能实时监测可燃气体的泄漏情况，一旦发生泄漏，即空气可燃气体达到一定浓度，则报警器立即进行声、光报警，有效防止事故的发生，满足人们对燃气安全的需要人类对生态环境净化的要求越来越高的要求。设计的任务就是开发一种以性能、参数稳定的气体传感器为探测器采用STC89C52单片机进行控制的可燃气体探测报警器。当空气中有可燃气体在挥发且气体浓度达到或超过设定值时，通过一系列转换是LED数码显示气体浓度值，随机发出声、光报警信号，启动相应控制装置，避免重大事故发生。
报警;软件设计采用单片机C语言编程。该报警器以性能、参数稳定的气体传感器为探测器，采用STC89C52单片机进行控制，能根据天燃气气体检测浓度进行声光报警，并控制相应设备进行工作，实现安全保护。
关键词:传感器;气体检测;报警仪;STC89C52
Abstract
This design mainly introduces the combudstible gas monitoring alarming device, including its principle and hardware and software design. It consists of combustible gas sensors, d/a transformation, SCM, display section, alarm output, application system software etc. From the sensor micro electric current signal, out by d/a transformation into SCM inside, after the single-chip microcomputer control shows corresponding concentrations in excessive concentrations generated when the alarm. Show part adopts 74LS164 chips and LED digital display tube, Alarm output by using solid relay and buzzer control
(4)对于有输出控制功能的报警器，当报警器出报警信号时，应能启动输
出控制功能。
(5)报警器的供电电压必须非常稳定，否则，将影响报警的正常工作。
当漏气体的浓度达到一定值时，可以启动通风换气设备进行排气，同时
通过电磁阀将气体管道关闭，并可以通过RS-485总线与上位机进行通信(将实
时数据发送给上位机用户)。当泄漏气体的浓度降低到安全点后，关闭通风换
封装好的气敏元件有6只针状管脚，其中4个用于信号取出，2个用于提供加热电流。设计中MQ-5的接线如图3.3所示。在实际的测量中，可按照其等效电路来计算数值，RL是外接负载电阻，用来调整输出的模拟量电压范围，具体数值应根据A/D转换器是输入范围来确定。电压信号从RL和地之间取出，取出的电压信号直接接AD转换器ADC0809的接口，即第26引脚。
电阻式半导体气体传感器MOS二极管式和结型二极管式以及场效应管，其电流或电压随着气体含量而变化，主要检测可燃性气体。此类气体传感器的主要优点是灵敏度高，但制作工艺比较复杂、成本高。
(2)固体电解质气体传感器
固体电解质气体传感器是一种以离子导体为电解质的化学电池。20世纪70年代开始，固体电解质气体传感器由于电导率高，灵敏度和选择性好，获得了迅速的发展，目前环保、节能、矿业、汽车工业等各个领域均有应用，仅次于金属氧化物半导体气体传感器。
Keywords: sensor；gas detection；alarming device；STC89C52
前言……………………………………………………………………………………………1
1、总体设计方案……………………………………………………………………………2
1.2系统功能………………………………………………………3
择性好。
2.2
选用的气体传感器型号为MQ-5。
*对液化气，天然气，城市煤气有较好的灵敏度
*对乙醇，烟雾几乎不响应
*快速的响应恢复特性*长期的使用寿命和可靠的稳定性*简单的测试电路
应用
适用于家庭或工业上对液化气，天然气，煤气的监测装置。优良的抗乙醇，烟雾干扰能力。
图2.1MQ-5测量电路
Figure 2.1 MQ - 5 measurement circuit
1
设计整体思路是：应用烟雾检测系统，烟雾检测报警器是能够检测环境中的烟雾浓度，并具有报警功能的仪器，仪器的最基本组成部分应包括：烟雾信号采集电路、模数转换电路、单片机控制电路。