可燃气体报警器电路设计

可燃气体报警器电路设计

摘要

随着可燃性气体种类和应用范围的增加，其使用场所和贮气仓库内气体的泄漏、火灾爆炸事故日益增多，因此研制一种检测可燃性气体自动报警和自动打开排气装置的一种报警器是非常必要的。本次设计的可燃气体报警器电路，可以检测多种可燃性气体并对其进行报警，在本设计中选用了气敏传感器GS-A2，利用GS-A2检测可燃气体的浓度，当浓度达到报警临界值时进行声光报警。气体信号检测部分主要由传感器GS-A2和分压电阻构成，然后通过运算放大器构成的滞回比较电路和反向比例运算电路输出控制信号。由于气敏传感器GS-A2开始通电时会有一段时间阻值很小，为了防止其发生误报警，检测电路需配合延时电路才能保证其准确性。控制信号通过报警电路实现声光报警及控制机外排风设备等联动装置，从而实现可燃气体报警器的电路设计。

关键词：报警器；GS-A2；误报警；控制信号

The Circuit Design of Flammable Gas Alarm Apparatus

ABSTRACT

With the increase of combustible gas types and application scope, the use place of gas leakage, fire and gas storage warehouse explosion accidents are increasing, so develop an automatic detecting combustible gas alarm and automatically open the exhaust device of an alarm system is very necessary. The design of the flammable gas alarm circuit can detect a variety of flammable gas and alarm it. In this design chose gas sensor GS - A2, using GS - A2 testing the concentration of the combustible gas, to sound and light alarm when the concentration reaches a critical value. The gas sensor signal detecting section mainly consisted by GS-A2 and the voltage dividing resistors, and output a control signal through the hysteretic comparator circuit constituted by operational amplifier and reverse proportional arithmetic circuit. Since gas sensor GS-A2 starts when power is minimal resistance for some time, in order to prevent false alarms, the detection circuit must comply with in order to ensure its accuracy delay circuit. Control signal through the alarm circuit to realize sound and light alarm and control closed exhaust equipment linkage, so as to realize the circuit design of combustible gas alarm.

Key words：Alarm Apparatus；GS-A2；False Alarm ；Control Signal

目录

１引言 (1)

1.1课题研究的意义、现状 (1)

1.2课题研究的要求及内容 (1)

2电路设计 (2)

2.1总体思路 (2)

2.2 可燃气体检测及信号处理电路设计 (2)

2.2.1气敏传感器GS-A2介绍 (2)

2.2.2可燃气体检测及信号处理 (4)

2.3报警电路设计 (6)

2.3.1声报警电路 (7)

2.3.2光报警及联动电路 (9)

2.4 ±5V稳压电源设计 (10)

3电路调试 (13)

4结论 (14)

参考文献 (15)

致谢 (15)

附录 (16)

１引言

1.1课题研究的意义、现状

在很多工业领域，比如石油，采矿，冶金，化工等行业，都会用到或者产生可燃气体。近年来，随着燃气的变革，可燃气体已经成为了大多数城乡居民取暖和做饭的燃料。但由于各种各样的原因，如漏气，阀门故障，使用产品不当等原因造成的可燃气体泄露，室内可燃气体浓度上升，当浓度上升到一定程度会引起人中毒甚至死亡，如果遇到火花等，还可能引起爆炸，造成人身伤亡和财产损失。由于可燃气体的危害性严重影响了人们的生活安全，因此怎样防止可燃气体中毒与爆炸至关重要。

可燃性气体报警器在国外己经发展成为一种相当成熟的产品。日本是最早发明燃气报警器的国家，己有50多年的历史。无论在气体探测器的研制上，还是在报警器的性能上，均处于国际领先水平。日本政府和生产企业大力推广报警器的使用，使燃气泄漏和爆炸等事故的事故率远远低于欧美等发达国家。其中FIGARO、理研都是专门研制、生产可燃性气体报警控制器的厂家，他们生产的产品以采用最先进的气敏传感器、响应速度快、性能可靠、寿命长而著称。

我国在70年代初期开始研制可燃性气体报警器，生产型号多样、品种较齐全，应用范围也由单一的炼油系统扩展到几乎所有危险作业环境的各种类型报警器，产品数量也在不断增加。但主要是在引进国外先进的传感器技术和先进的生产工艺基础上，又进行研究与开发，形成自己的特色。近年来，在气体选择性和产品稳定性上也有很大进步[1]。

1.2课题研究的要求及内容

可燃气体报警器行业迅速形成并发展，国内许多企业都进行关于可燃气体报警器的新产品的开发以及产品工艺的改进，但是由于新产品价格昂贵，稳定性方面也存在问题，生产工艺落后，这使得当前可燃气体报警器研制开发工作应将报警器的微型化、精密化、稳定化作为技术工作重点和目标[2]。

本次设计选用半导体气敏传感器GS-A2（由于这种传感器具有长期的稳定性、较高的灵敏度、良好的抗干扰能力、较好的重复性）检测可燃气体，与滞回比较电路和反向比例运算电路部分构成可燃气体检测电路。检测电路经过信号比较、放大处理等输出控制信号，将其安装在可能有可燃气体泄露的位置附近对可燃气体浓度进行监测控制。本次设计的另外一个重要部分是驱动报警电路，报警电路采用NE555芯片组成振荡电路，当检测电路输出的控制信号输入后，经过电路输出脉冲信号并驱动报警器工作发出声音报警；此外，三极管放大电路、LED发光二极管及电磁继电器组成的光报警联动电路，可以对检测电路发出的控制信号作出光报警动作，而且继电器作为联动开关可以外接排风装置能迅速采取动作，及时减少空气中可燃气体浓度等，从而减少中毒、火灾及爆炸等安全隐患，有效保障人们生命财产安全。