QM-N5型气敏元件
QM-N5烟雾气体报警器课程设计
武汉理工大学华夏学院信息工程课程设计报告书课程名称传感与检测技术课程设计总评成绩学生姓名、学号林明森10212510103学生专业班级测控1101班指导教师姓名李莉课程设计起止日期2013.01.17~2013.01.25课程设计任务书学生姓名：林明森专业班级：测控1101指导教师：李莉工作单位：信息工程系题目: （注意该位置加上自己所选题目，宋体，四号字不加粗）初始条件：1.运用所学的传感器原理相关知识和相关电子技术知识；2.自行进行系统电路设计；3.PC机及相关应用软件；要求完成的主要任务:1.根据被测的非电量选择传感器；。
2.根据传感器选择测量电路。
3.对传感器及其测量电路进行仿真测试。
4.撰写课程设计说明书。
时间安排：第1天下达课程设计任务书和日程安排，根据任务书查找资料；第2～4天完成方案论证，传感器系统的设计，参考有关文献，完成仿真测试；第5天结果分析整理、撰写课程设计报告，验收和答辩。
指导教师签名： 2013 年 01 月 21 日一、课程设计项目名称基于QM-N5气敏传感器报警二、项目设计目的及技术要求1.完成气敏传感器报警的设计和调试。
2.了解传感器的基本知识，掌握传感器的使用方3.掌握555基时电路的应用。
4.遇到有害气体报警。
三、项目设计方案论证(可行性方案、最佳方案、软件程序、硬件电路原理图和PCB 图 )一、方案的论证一种是以AT89C51单片机为基础来实现这个方案，当外部的温度和烟雾和有害气体被传感器捕抓到的时候，传感器讲此非电信号转换成电信号，然后在送到555定时器芯片，当4脚给出一个高电平的时候，扬声器或者LED 发出报警信号或者光信号。
来达到警示的目的。
但是要编写汇编程序，而且硬件设施的要求多很多。
一种是以传感器为基础连接传感器和AD623和NE555定时器来实现这个方案，当外部的温度和烟雾和有害气体被传感器捕抓到的时候，传感器讲此非电信号转换成电信号，然后在送到555定时器芯片，当4脚给出一个高电平的时候，扬声器或者LED 发出报警信号或者光信号。
气体传感器讲解
2020/12/11
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13.1.3 SnO2的基本性质
1.SnO2 物理性质: SnO2是一种白色粉末，密度 为3，熔点为1127℃，在更主温 度下才能分解，沸点高于1900℃ 的金属气化物。SnO2不溶于水， 能溶于热强酸和碱。 2.SnO2晶体结构: 是金红石型结构，具有正方晶 系对称，其晶胞为体心正交平行 六面体，体心和顶角由锡离子占 据。其晶胞结构如图10-16所示 ，晶格常数为a=0.475nm， c=0.319nm。
图10-21a中与元件加热器组成加热回路，直流稳压电源供给测试回路电压UH ，0-20V直流稳压电源与气敏元件及负载电阻组成测试回路，负载电阻RL兼作取 样电阻。从测量回路可得到
式中Ic——回路电流；
URL——负载电阻上的
压降
U RL
Ic RL
U Rs
c RL 或R
R（10-28） L
s
Uc RL U RL
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13.1.10
SnO2气敏元件的工作原理A
烧结型SnO2气敏元件是表面电阻控制型 气敏元件。制作元件的气敏材料多孔质 SnO2烧结体。在晶体中如果氧不足，将出 现两种情况：一是产生氧空位，另一种是 产生锡间隙原子。但无论哪种情况，在禁 带靠近导带的地方形成施主能级。这些施 主能级上的电子，很容易激发到导带而参 与导电。
实验证明，SnO2中的添加物质，对其气敏效应有明显影响。 表10-2列出了具有不同添加物质的SnO2气敏元件的气敏效应。 （3）烧结温度和加热温度对ห้องสมุดไป่ตู้敏效应的影响
实验证明，制作元件的烧结温度和元件工作时的加热温度，对 其气敏性能有明显影响。因此，利用元件这一特性可进行选择检 测。
气敏传感器QM
气敏传感器QM
本文介绍了一种基于QM-N5气敏传感器检测矿井瓦斯浓度测量的方法。
气敏传感器QM-N5是以金属氧化物SO2为主体材料的N型半导体气敏元件，它灵敏度高、响应速度快、输出信号大、稳定可靠;在(5±
0.5)V交直流电源下工作，使用方便，所需外围元器件少;可用于检测甲烷、酒精、氢气、硫化氢等多种气体。
1 设计方案
设计方案如图1所示。
它包括传感器及外围电路、555定时器电路、显示报警电路等3部分。
传感器及外围电路封装于小型屏蔽容器内，固定于矿井墙壁上。
QM-N5气敏传感器采集矿井中气体的浓度，并输出相应的电压信号;经555定时器电路转变成数字信号，经温湿度补偿电路的判断与处理，如果是外界环境温湿度的变化引起阻值变化，继续扫描外界环境气体的浓度，并将气体浓度的值显示于LED。
当超过安全范围时给出报警，提醒矿井中的工作人员迅速撤离，并即时通风换气。
常见气体传感器及其应用资料
1．QM—N5型气敏传感器及应用 QM—N5是一种应用广泛的国产气敏传感器，它由绝 缘陶瓷管、加热器、电极及氧化锡烧结体等构成。 工作时，电热丝通电加热，当无被测气体流入时， 由于空气中的氧成分大体上是恒定的，因而氧的吸 附量也是恒定的，气敏元件的阻值大致保持不变。 当有被测气体流入，元件表面将产生吸附作用，元 件的阻值将随气体浓度而变化，然后由测量回路按 照浓度和阻值的变化关系即可推算出气体的浓度。
图5-3 QM—N5外形和符号
长江工程职业技术学院自动化教研室
（1）一氧化碳报警器
图5-4 CO检测换气报警自动控制电路
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（2）集成可燃性气体检测器
图5-6 可燃性气体检测器电路
长江工程职业技术学院自动化教研室
工作原理如下： ➢9V直流电源经电阻RP1限流，为QM—N5的丝极hh提供了110mA左右的电流；将A-A与B-B测量极预热； ➢在清洁的空气中，两测量极间的电阻较大，B-B端 对地电位较低，气敏元件无信号输出 ，1IC为SL322 型发光显示电平指示驱动电路，其①脚为第一组的 输入端， 无信号输入时③~⑦、⑫~⑯脚均为低电 位，因此，2IC、3IC均不工作,无报警信号；
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任务实施： 图5-13电路中，A1、A2和A3构成比较器，调节RP1可设定排 气扇启动点，调节RP2可设定报警点，调节RP3可使LED1平 时熄灭，当MQK—2气敏传感器的加热丝烧断时，A3翻转 输出高电平，VT3导通，LED1发光，表示MQK—2气敏传感 器失效。VD3为温度补偿二极管。R2、VD1、VD2、C3组成 开机延时电路，可避免初期特性造成的开机误报警，R2阻 值可根据延时时间长短选择，报警电路采用KD9561发出警 车声。
燃气泄露检测装置设计说明书
燃气泄露检测装置设计说明书学院：机电工程学院专业年级：07级电子科学与技术学号:071203027学生姓名：陈义指导老师: 王琳基成绩评定：燃气泄露检测装置设计说明书1 燃气泄露检测及报警装置的工作原理:1.1 检测电路工作原理:QM －N5型气敏元件是以金属氧化物SnO2为主体材料的N 型半导体气敏元件。
它利用化学、物理效应将有害气体（例如一氧化碳、煤气、液化石油气等)及其浓度的信息转换成电信号，经电路处理后进行监测、监控与报警。
利用QM －N5构成的有害气体控制报警器典型电路如下图，当室内有害气体的浓度超过一定值时，该电路能自动发出声光报警信号，并及时通过数码管显示不同的泄漏程度，可避免因有害气体而引起的灾难和事故。
它常用于有害气体泄漏报警、自动排气装置、有害气体检测等领域. 图1为。
其工作原理为：当所敏传感器QM —N5接触到燃气等有害气体时,其自身的电阻变小,从而引起U111的COM 端口电压的变化,从而引起报警电路的下一步操作。
QM-N5特性曲线，检测回路的电压X U R U R R⨯=⨯检测, X R U ↓⇒↑检测 、 R U ↓⇒↓检测 1.2 报警电路工作原理：图2为其工作原理为:当检测到气体发生泄漏时，即U111的com端口电压的变化,从而通过比较器比较电压来驱动电磁继电器给予单片机信号，从而使单片机给LED信号显示0、1、2、3来表示检测的酒精量多少。
设计要求：继电器都没闭合0-—--—---为不泄露继电器1个闭合1-——————-为微泄露继电器2个闭合2—---—--—为小泄露继电器都闭合3--———---为大泄露2相关电路的元器件选择计算：2.1检测电路的元器件选择计算：根据图1电气原理图，对相关元器件选择计算如下：5V×（1.8/(1.8+2.0)）=2.37V；T≈1。
1RC=1.1*2＊106＊100＊10-6=220s=3分40秒2.2报警电路的元器件选择计算：根据图2电气原理图，对相关元器件选择计算如下：单片机复位和晶振电路的电阻和电容是查资料所得.3有关的软件的编程：软件编程环境是Keil，仿真环境是Protues.有关程序是如下：//定义管脚sbit k3=P1^0；sbit k2=P1^1;sbit k1=P1^2；//算法if(k1==0&&k2==0＆&k3==0）P0=0x3f；P2=0；if（k1==0＆＆k2==0＆&k3==1)P0=0x06;P2=0；if（k1==0&＆k2==1＆＆k3==1）P0=0x5b;P2=0;if(k1==1&&k2==1＆＆k3==1)P0=0x4f;P2=0;4PCB板的设计:（（采用什么软件进行设计），设计的过程(建库及画图）最后结果图）采用AltiumDesigner6。
QM-N5型气敏元件
QM-N5型气敏元件QM-N5型气敏元件是以金属氧化物SnO2为主体材料的N 型半导体气敏元件，当元件接触还原性气体时，其电导率随气体浓度的增加而迅速升高。
特点：1、 用于可燃性气体的检测（CH4、C4H10、H2等）2、 灵敏度高3、 响应速度快4、 输出信号大5、 寿命长，工作稳定可靠2当元件接触还原性气体时,其电导率随气体浓度的增加而迅速升高.☐ 特点用于可燃性气体的检测(CH 4,C 4H 10,H 2等)灵敏度高响应速度快输出信号大寿命长,工作稳定可靠☐ 技术指标加热电压(V H ) AC 或DC 5±0.5V回路电压(V C ) 最大DC 24V负载电阻(R L ) 2K Ω清洁空气中电阻(Ra) ≤4000K Ω灵敏度(S=Ra/R dg ) ≥4(在1000ppmC 4H 10中)响应时间(tres) ≤10S恢复时间(trec) ≤30S检测范围 50-10000ppm☐ 基本测试电路☐使用方法及注意事项✧元件开始通电工作时,没有接触可燃性气体,其电导率也急剧增加1分钟后达到稳定,这时方可正常使用,这段变化在设计电路时可采用延时处理解决.✧加热电压的改变会直接影响元件的性能,所以在规定的电压范围内使用为佳.✧元件在接触标定气体1000ppm C4H10后10秒以内负载电阻两端的电压可达到(Vdg - Va)差值的80%(即响应时间);脱离标定气体1000ppm C4H1030秒钟以内负载电阻两端的电压下降到(Vdg- Va)差值的80%(即恢复时间).✧符号说明检测气体中电阻- Rdg 检测气体中电压- VdgRdg 与Vdg的关系: Rdg=RL(VC/Vdg-1)✧负载电阻可根据需要适当改动,不影响元件灵敏度.✧使用条件:温度-15~35℃;相对湿度45~75%RH;大气压力80~106KPa✧环境温湿度的变化会给元件电阻带来小的影响,当元件在精密仪器上使用时,应进行温湿度补偿,最简便的方法是采用热敏电阻补偿之.✧避免腐蚀性气体及油污染,长期使用需防止灰尘堵塞防爆不锈钢网.✧元件六脚位置可与电子管七角管座匹配使用.✧使用元件前请详细参看本说明.。
家用瓦斯警报系统的电路设计
摘要在物质文明飞速发展的今天，传感器技术作为一门新兴学科已经得到了大规模的开发和应用。
现在随着科学技术的进步以及电子计算机、机器人、自动控制技术和单片机嵌入系统的迅速发展，迫切需要形形色色的传感器。
显而易见，传感器在现代科学技术领域中占有极其重要的地位。
了解、掌握和应用传感器已成为电子专业技术人员的必需技能。
本文以瓦斯报警器为例，详细阐述了气体传感器的工作原理的传感器的未来发展趋，并与实际电路相结合，对其具体工作过程进行了分析探讨，对以气敏元件为基础构成势与应用也有所探讨。
家用瓦斯报警器主要应用于室内等有爆炸性气体环境对甲烷浓度进行检测，从而避免瓦斯爆炸，保证家庭安全。
与之相关的气体传感器设备如：酒精报警器、自动去湿装置、自动空气净化换气扇等也逐渐出现在人们的视线中，可见传感器技术在人们日常生活中所起的作用越来越大。
通过阅读本文，读者可以了解到气体传感器的工作原理、理论基础和实际应用。
关键词气体传感器，瓦斯，半导体气敏元件AbstractToday flown to develop soon in the material civilization, spread the feeling machine technique conduct and actions, a newly arisen academics has already got a large-scale development and the application.Imbed the quick development of the system along with science technical progress or computer,robot,automatic control technique and single slice machine now, urgent demand the myriad shapes spread a feeling machine.Spread the feeling machine to occupy a very important position in the modern sciece technique obviously,understand,control to spread the essential technical ability that the feeling machine has become a professional technical personnel of electronics with application.This text with the gas report to the police a machine for example, elaborated air to spread the future development that the work principle of the feeling machine spreads the feeling machine to tend in detail, and combine together with actual electric circuit, as to it's the concrete work process carried on an analytical study, having a study towards taking the spirit component as foundation to constitute power and apply also.The home use gas alarm apparatus mainly apply in the room and so on have the fire damp environment to carry on the examination to the methane density, thus avoids the gas explosion, the guarantee family security.With it correlation gas sensor equipment for example: The ethyl alcohol alarm apparatus, go to the wet installment, the automatic air purification ventilating fan automatically and so on also gradually appear in people's line of sight, the obvious sensor technology the role which plays in the people daily life is more and more big.Through reading this article, the reader may understand the gas sensor the principle of work, the rationale and the practical application.Key word: gas sensor, gas, semiconductor gas sensorses目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章课题背景1.1 课题背景 (1)1.1.1 课题背景 (1)1.1.2 课题研究的目的及意义 (2)1.2 瓦斯的概念和性质 (2)1.3 瓦斯报警器的发展及动态 (3)1.3.1气体传感器向低功耗、多功能、集成化方向发展 31.3.2 国内现状与差距 (4)第2章气体传感器原理 (5)2.1 传感器简述 (5)2.2 气敏电阻传感器特性及工作原理 (5)2.3 半导体气敏传感器的机理 (7)2.3.1 半导体气敏元件原理 (7)2.3.2 半导体气敏传感器类型及结构 (8)2.4 气体传感器应用 (11)第3章瓦斯检测技术介绍 (13)3.1 集成电路IS0212P介绍 (13)3.2 电位器 (14)3.3 扬声器 (15)3.3.1 扬声器的分类 (15)3.3.2 压电式传感器 (16)3.4 瓦斯切断装置 (18)第4章瓦斯报警器工作原 (19)4.1 QM-N型半导体气敏元件 (21)4.2 QM-N5型气敏元件 (21)4.3 Q－N10型气敏元件 (23)结论........................... .. (25)致谢........................... .. (26)参考文献 (27)第1章课题背景1.1课题背景1.1.1课题背景近年来，全国燃气行业发展迅猛，液化气、天然气、煤制气等城市燃气作为清洁能源已在工商业和城镇居民用户中得到广泛应用，特别是随着“西气东输”工程的快速进展，燃气行业发展潜力巨大。
QM-N5 型半导体气敏元件 说明书
气体传感器的特点：QM-N5型半导体气敏元件特点：用于可燃性气体的检测（ CH 4, C 4 H 10, H 3 等）灵敏度高、响应速度快、输出信号大、寿命长、工作稳定可靠。
MQR1003型可燃性气敏器件特点：具有灵敏度高，稳定性好，响应和恢复时间短，外型尺寸小的优点，它可用于可燃性气体和可燃性液体蒸汽及烟雾等的检测、检漏。
QM-J3型气敏元件特点：灵敏度高、响应速度好、寿命长、工作稳定可靠用于乙醇，酒精等有机液体蒸汽的检测、对汽油蒸汽且有抗干扰能力。
TP-1.1A 非加热甲烷气体传感器特点：低功耗、环境适应能力强（不怕油份子吸附）、对甲烷及液化石油气高度灵敏。
应用：煤矿瓦斯监测、工业甲烷、天然气监测等TP-2 一氧化碳气敏传感器特点：具微珠式结构，电导振荡响应，极好的选择性和良好的环境适应能力，应用电路简单，本质安全等特点。
应用：家用、车用一氧化碳探测器等。
TP-3 酒敏传感器特点：具微珠式结构，应用电路简单，灵敏感应空气中的酒精浓度的特点。
应用：应用于便携式酒精探测仪。
检测段В?50~10000ppm 酒精TP-4 空气污染传感器特点：具微珠式结构，应用电路简单，可探测空气中存在的低浓度氢气、一氧化碳、烟雾等气体。
应用：应用于空气清洁器、换气装置、空气质量监测等。
检测范围： 5~10000ppm 氢气报警器的特点:GD/JP/JZ/JF 系列燃气泄露报警器特点：用于检测范围广泛的易燃性气体，采用先进的 TP-1.1 常温型半导体气敏传感器； LED 指示工作状态、报警状态、故障状态；可提供开关量输出、脉冲输出等模式供选择；抗干扰能力强，适应环境能力强。
适用于有危险源的固定或易染性气体的监测，如家居厨房、燃气锅炉等GD-CF08W/GD-CF08W1 型家用一氧化碳报警器特点：用于检测单一一氧化碳气体，采用先进的 TP-2 常温型半导体气敏传感器； LED 指示工作状态、报警状态、故障状态；良好的气体选择性，适应能力强。
通信工程设计与监理《常见气敏传感器及应用-教案》
知识点一、教学目标熟练了解气敏传感器的定义以及工作原理与分类，并掌握气敏传感器的分类以及各自的原理及应用。
二、教学重点、难点气敏传感器的分类三、教学过程设计1知识点说明〔1〕QM-N5型气敏传感器及应用〔2〕TGS系列气敏传感器及应用2知识点内容〔1〕QM-N5型气敏传感器介绍〔2〕集成可燃性气体检测器的工作原理〔3〕矿灯瓦斯报警器工作原理〔4〕TGS系列气敏传感器介绍〔5〕实用酒精测试仪介绍〔6〕有害气体报警器介绍3知识点讲解〔1〕先了解气敏传感器的分类〔2〕重点了解QM-N5型和TGS系列气敏传感器的应用〔3〕了解两种类型气敏传感器的用途四、课后习题1填空〔1〕QM-N5型气敏传感器由绝缘陶瓷管，〔加热器，电极及氧化锡烧结体〕等构成。
〔2〕QM-N5型气敏传感器的极间电压为：10V；加热电压为：5±；负载电阻为：2Ω。
〔3〕集成可燃性气体检测器的三个优点：体积小，携带方便，便于循环检测。
〔4〕TGS系列气敏传感器属于：半导体〔半导体/非半导体〕气敏传感器。
2判断〔1〕QM-N5型气敏传感器的适用环境温度为20210摄氏度。
〔❌〕〔2〕当瓦斯浓度较低时，由于电位器R3914共有10个输出端，每个输出端可以驱动一个发光二极管。
〔✔〕4简答〔1〕QM-N5型气敏传感器的工作原理是什么？并画出其外形和符号。
答：QM-N5型是一种应用广泛的国产气敏传感器，它由绝缘陶瓷管，加热器，电极及氧化锡烧结体等构成。
工作时，电热丝通电加热，当无被测气体流入时，由于空气中的氧成分大体上是恒定的，因而氧的吸附量也是恒定的，气敏元件的阻值大致保持不变。
当有被测气体流入，元件外表将产生吸附作用，元件的阻值将随气体浓度的增加而减小，然后由测量回路按照浓度和阻值的变化关系即可推算出气体的浓度。
〔2〕矿灯瓦斯报警器的调试方法是什么？答：通电15分钟后，先将电位器R-N5进行十分钟预热时间，防止预热报警。
〔4〕MQK-2A传感器为国产气敏传感器，具有哪些特点？答：①对酒精气体有很高的灵敏度。
有害气体报警电路的设计
有害气体检测设计摘要随着人们生活水平的日益提高，人们对家居环境的要求也在不断的提升中，本文针对室内危害气体泄露危机人身安全的问题，设计了一套专门用来监测居室内有危害气体发生泄露时的远程报警系统。
本系统主要应用了传感技术、GSM 和SMS 技术，实时监测CO 气体是否发生泄露，当出现泄漏时，实时进行远程报警。
对系统进行测试结果表明，设计实现了预定目标。
因此，人们在加大对产品质量要求的同时，也迫切需要能全方位保护人身安全的实时报警产品。
本系统不仅考虑到人们在居室内能够得到实时的报警提示，而且注意到人们不在居室内，或被监护人独自在居室内时的实时监测。
为此，设计了一种基于GSM/SMS 技术的远程报警系统，该技术能够实现当居家主人不在泄露现场，实时的得到危害气体泄露的信息，以便采取有效措施，确保财产和人身安全。
关键词:有害气体;报警系统;传感技术;GSM; SMS.1意义与要求意义：运用电子技术及相关知识设计有害气体声光报警器，且具有自动抽排功能。
掌握传感器等一些器件的运用，设计简单的有害气体检测电路，联系实际，同时提高动手，思考能力。
要求：设计一个能自动检测有害气体浓度，且当有害气体浓度超标时，能自动发出声光报警，能自动抽排有害气体的控制电路。
当检测到有害气体意外排放超标时，发出警笛报警声和灯光间歇闪烁的光报警提示，同时自行启动抽排系统，以保障人们的生命财产安全。
抽排完毕后，系统自动回到实时检测状态。
1.2设计总体方案1.2.1设计思路气敏传感器是利用物质效应和化学效应对气体中的某些成分进行检测的器件，譬如半导体气敏传感器主要是利用半导体与某些气体接触时，其特性将发生变化这一现象来检测气体的成分或浓度。
故可利用这一特性，来设计电路。
QM-N5气敏传感器可用于检测一些可燃性气体，如家用煤气，液化石油气等气体。
当看可燃气体浓度增大，气敏传感器QM-N5的等效电阻降低，用电压比较器作为控制部分，当输入电压大小反过来时，输出就会有高低电平的变化，就利用这高低电平的变化来控制声光报警及有害气体的抽排。
气体传感器与其应用
➢当气敏元件的检测到一定浓度的可燃气体时 ，B-B端 对地电位上升 ，使1IC 的①脚的电压也上升，当电压 升高到0.2V时 ，1IC的③脚立即由低电位变为高电位， 这时2IC、3IC相继工作。 2IC、3IC均为5G1555组成的自 激多谐振荡器，不过2IC工作在超低频，而3IC工作在音 频范围内。适当调整R1或R2，使2IC工作频率为1Hz， 这时作指示灯用的发光二极管LED将闪烁发光，电压蜂 鸣器YD便发出“嘀、嘀”的报警声。
三、常见气体传感器及其应用
1．QM—N5型气敏传感器及应用
QM—N5是一种应用广泛的国产气敏传感器，它由绝 缘陶瓷管、加热器、电极及氧化锡烧结体等构成。 工作时，电热丝通电加热，当无被测气体流入时， 由于空气中的氧成分大体上是恒定的，因而氧的吸 附量也是恒定的，气敏元件的阻值大致保持不变。 当有被测气体流入，元件表面将产生吸附作用，元 件的阻值将随气体浓度而变化，然后由测量回路按 照浓度和阻值的变化关系即可推算出气体的浓度。
直热式器件的缺
点，其测量极与
加热电阻丝分开，
加热丝不与热敏
材料接触，
图5-3 QM—N5外形和符号
避免了测量回路与加热回路之间的互相影响。而且 器件热容量大，降低了环境气温对器件加热温度的 影响，并容易保持SnO2材料结构稳定。
（2）薄膜型SnO2气敏元件 薄膜型SnO2气敏元件一般是在绝缘基板上蒸发或溅 射一层SnO2薄膜，再引出电极即成。这种器件制作 方法简单，但器件特性一致性差，灵敏度不如烧结型 器件高。 （3）厚膜型SnO2气敏元件 厚膜型SnO2气敏元件一般采用丝网印刷技术制作， 器件强度好，特性比较一致，便于生产。
图5-2 直热式气敏器件结构与符号
这种器件的缺点是：热容量小，易受环境气流的影响， 测量回路和加热回路之间没有隔离，互相影响。
气体传感器-讲解概要
（5）对气体检测不需要复杂的处理设备。可将待检测 气体浓度可通直接转变性质
1.SnO2 物理性质: SnO2是一种白色粉末，密度
为 6.16-7.02g/cm3 ， 熔 点 为 1127℃，在更主温度下才能分 解，沸点高于1900℃的金属气 化物。SnO2不溶于水，能溶于 热强酸和碱。
1.优点： 制作工艺简单、成本低、功耗小、可以在高电压下使
用、可制成价格低廉的可燃气体泄漏报警器。 国内QN型和MQ型气敏元件. 2.缺点:
热容量小，易受环境气流的影响； 测量回路与加热回路间没有隔离，互相影响； 加热丝在加热和不加热状态下会产生涨缩，易造成接
触不良。
13.1.9（2）旁热式SnO2敏元件
13.1.2 SnO2半导体气敏元件特点
（1）气敏元件阻值随气体浓度变化关系为指数变化关 系。因此，非常适用于微量低浓度气体的检测。
（2）SnO2材料的物理、化学稳定性较好，与其它类型 气敏元件（如接触燃烧式气敏元件）相比，SnO2气敏元 件寿命长、稳定性好、耐腐蚀性强。
（3）SnO2气敏元件对气体检测是可逆的，而且吸附、 脱附时间短，可连续长时间使用。
按其加热方式又可分为直热式和旁热式两 种。
13.1.7（1）直热式SnO2气敏元件
直热式元件又称内热式，这种元件的结构示意图如图10-18 所示。
组成: 元件管芯由三部分组成：SnO2基体材料、加热丝、测量丝， 它们都埋在SnO2基材内。 工作时加热丝通电加热，测量丝用于测量元件的阻值。
13.1.8（1）直热式SnO2气敏元件特点
这种元件的结构示意图如图10-19所示。 其管芯增加了一个陶瓷管，在管内放进高阻加热丝，管外涂
矿灯瓦斯报警器电路设计
QM-N5开始通电工作时 没有接触可燃性气体 其电导率 开始通电工作时,没有接触可燃性气体 开始通电工作时 没有接触可燃性气体,其电导率 也急剧增加，一段时间（几分钟）后达到稳定,这时方可正常使用 这时方可正常使用. 也急剧增加，一段时间（几分钟）后达到稳定 这时方可正常使用
为了避免传感器在每次使用前都要预热十多分钟， 为了避免传感器在每次使用前都要预热十多分钟， 并且避免在传感器预热期间会造成的误报警， 并且避免在传感器预热期间会造成的误报警， 所以传感器 电路不接于矿灯开关回路内。 电路不接于矿灯开关回路内。 矿工每天下班池交给电房充电，充电时传感器处于预热状态。当工人们 下井前到充电房领取后可不再进行预热。 下井前到充电房领取后可不再进行预热。
特点： 特点： 1.用于可燃性气体的检测（CH4、C4H10、H2等） 用于可燃性气体的检测（ 用于可燃性气体的检测 、 、 等 2.灵敏度高 3.响应速度快 4.输出信号大 5.寿命长， 寿命长， 灵敏度高 响应速度快 输出信号大 寿命长 工作稳定可靠。
检测电
输 出 VC VH RL VRL 号 信
矿灯瓦斯报警器电路设计
Wang Ke qin
传感器类型——QM-N5型气敏元件 型气敏元件
QM-N5型气敏元件是以金属氧化物 型气敏元件是以金属氧化物SnO2（氧化锡） 型气敏元件是以金属氧化物 （氧化锡） 为主体材料的N型半导体气敏元件 型半导体气敏元件， 为主体材料的 型半导体气敏元件，当元件接触还原性气 体时，其电导率随气体浓度的增加而迅速升高。 体时，其电导率随气体浓度的增加而迅速升高。
矿灯瓦斯报警器原理图
图为矿灯瓦斯报警器电原理图， 图为矿灯瓦斯报警器电原理图，它可以直接放置 在矿工的工作帽内。瓦斯探头由QM-N5型气敏元件、R1及 型气敏元件、 在矿工的工作帽内。瓦斯探头由 型气敏元件 4V矿灯蓄电池等组成， R1为传感器加热线圈的限流电阻， 矿灯蓄电池等组成， 为传感器加热线圈的限流电阻， 矿灯蓄电池等组成 RP为瓦斯报警设定电位器。当瓦斯超过某一设定点时，RP 为瓦斯报警设定电位器。 为瓦斯报警设定电位器 当瓦斯超过某一设定点时， 输出信号通过二极管V 加到V 基极上， 导通， 输出信号通过二极管 D加到 1基极上，V1导通，V2、V3便 开始工作。 为互补式自激多谐振荡器， 开始工作。V2、V3为互补式自激多谐振荡器，它们的工作 使继电器吸合与释放，信号灯闪光报警。 使继电器吸合与释放，信号灯闪光报警
有害气体泄漏报警器电路设计.
有害气体泄漏报警器电路设计一.电路工作原理该多功能报警器由电源电路、有害气体检测电路。
防盗报警器件、天亮“小闹钟”器件和声光报警器件组成，如图所示。
电源电路由电源变压器T、整流二极管VD1～VD4、滤波电容器C1和稳压二极管VD8组成。
有害气体检测电路由气体传感器QM—N5、可调电阻RP1、RP2、二极管VD5等器件组成。
防盗报警器件主要由干簧管和小磁铁组成。
天亮“小闹钟”器件主要由开关S和光敏二极管VD6组成。
声光报警器件主要由多彩发光二极管VD7和压电蜂鸣器HA组成。
1.有害气体报警电路工作过程平时，气敏传感器QM-N5不接触有害气体(一氧化碳、煤气、液化石油气等)，其A、B两极间的电阻值很大，这时二极管VD5不导通，使三极管VT1、VT2、VT3均截止，声光报警器件不工作。
当被监控区的有害气体的浓度达到一定值时，气体传感器A、B两极间的阻值将变小，使二极管VD5导通，这时器件E2、R1会延时一段时间(延时很短，主要是预防误报警)，延时结束后三极管VT1、VT2、VT3均饱和导通，使压电蜂鸣器HA发出报警声，多彩发光二极管VD7发出多彩光，实现了有害气体报警的要求。
本电路图额外应用：小闹钟和防盗报警1.天亮“小闹钟”电路工作过程白天开关S是断开的，到晚上可以闭合。
晚上S闭台后，光敏二极管VD6接收不到光，这时VD6不导通，使三极管VT2、VT3均截止;声光报警器件不工作。
当天变亮或光线达到一定要求时。
光敏二极管VD6感知信号使其内阻变小而导通，使三极管VT2、VT3均饱和导通，声光报警器件发音、发光实现天亮“小闹钟”的目的。
2.防盗报警电路工作过程干簧管只有配合小磁铁才能工作，即小磁铁靠近干簧管时干簧管触头就断开，反之则闭合。
平时干簧管和小磁铁是在一起的，即干簧管触头是断开的(无盗贼时)，三极管VT2、VT3均截止，声光报警器件不工作。
当盗窃者把干簧管处隐蔽的小磁铁移动时，干簧管触头闭合，使三极管VT2、VT3均饱和导通，声光报警器件发音、发光实现防盗报警的目的。
投稿-自动监控型抽油烟机的工作原理
自动监控型抽油烟机的结构和工作原理烹饪时的油烟气以及燃气在燃烧过程中产生的废气有害于人体健康。
它的功能就是将厨房内的这些有害气体及废油微粒吸入机内后（有的还要加以净化）再排放至室外。
一、种类通常有隔滤循环式（内循环式）和排气式（直排式）两种。
隔滤循环式是将废气吸入机内，先经过吸油网，将油和气初步分离，再经过活性炭过滤器吸附有害气体中的有害物质（净化），然后将净化后的气体重新排出。
这种抽油烟机不需要排气管道。
其结构较复杂、成本较高。
在国内一般没有普及。
排气式是将油烟气吸入机内后，通过风叶的旋转产生离心力将废油微粒和烟气分离，滤去油脂后用管道将气体排出室外。
目前国内的产品大多属于此类。
排气式又分为普通型和自动监控型两种。
普通型只在炒菜时使用，用于排出油烟废气。
这种类型的电路简单，价格便宜。
自动监控型除了炒菜时排出油烟气外，还可全天候监视厨房室内的一氧化碳、煤气的浓度，当浓度超标时，设备发出报警声并自动开启工作把有害气体排出室外，保障生命和财产安全。
有利于因防止燃气管道和设备损坏，引起的燃气外泄带来的意外事故。
这种类型的电路复杂，价格贵。
下面就介绍这种自动监控型的油烟机。
二、基本结构和工作原理1、安装方式抽油烟机一般为顶挂式，安装方式见图1所示。
机器离灶台的安装距离不宜过高，过高不便于灶台上的废气就近为机器吸入。
过矮不便于炒菜做饭。
离灶台高度取0.6~0.8m 为宜。
图1 油油烟机的安装2、外观和内部结构见图2所示，抽油烟机主要由电动机、风机、集气罩、集油盘、排气口、油杯、控制电路等组成。
电动机通常采用单相电容运转式。
由于电动机所带的负载（风机）不大，因此功率也就不大。
只是要求转速较高、噪声低。
风机的作用有两个，一是将厨房内的废气从进气口吸入，由排气口排出。
二是将油烟气中油与气分离。
因此风机结构较为特殊，它是由若干个特殊形状的叶片组成。
风机在电机的带动下进行旋转。
重量较轻的气体沿着转轴方向从下往上流动，最后顺着管道排出室外。
火灾烟雾报警器课程设计
课程设计(论文)任务书题目：火灾烟雾报警器系部：信息工程系专业：应用电子技术摘要：家庭使用液化气、燃气等可燃气体作燃料的越来越多，但是这些气体有害、易爆炸，隐患事故多，如气体泄漏时不能及时发现和处理，会给家庭及邻居带来灾难性危害。
本次设计内容包括可燃气体报警电路的结构及其工作原理。
此报警电路以气敏半导体传感器为主要组成部分，气敏半导体传感器检测到可燃气体时通过电导率的改变来控制多谐振荡器及正反馈振荡器间歇工作，通过报警电路从而达到报警的目的。
关键字：气体传感器，555集成器目录1.1、气敏传感器QM-5元件的介绍，和使用方法及注意事项2、555集成电路原理详细介绍说明3、555组成的单稳态触发器电路及原理2.1、火灾烟雾报警器系统设计方案框图2、电源电路设计3、火灾烟雾报警器电路设计(工作原理、元件选择、安装调试)3、结语1.1、 QM-N5型气敏元件QM-N5型气敏元件是以金属氧化物SnO2为主体材料的N型半导体气敏元件，当元件接触还原性气体时，其电导率随气体浓度的增加而迅速升高。
特点：1、用于可燃性气体的检测（CH4、C4H10、H2等）2、灵敏度高3、响应速度快4、输出信号大5、寿命长，工作稳定可靠2当元件接触还原性气体时,其电导率随气体浓度的增加而迅速升高.☐特点用于可燃性气体的检测(CH4,C4H10,H2等)灵敏度高响应速度快输出信号大寿命长,工作稳定可靠☐技术指标加热电压(VH) AC或DC 5±0.5V回路电压(VC) 最大DC 24V负载电阻(RL) 2KΩ清洁空气中电阻(Ra) ≤4000KΩ灵敏度(S=Ra/Rdg ) ≥4(在1000ppmC4H10中)响应时间(tres) ≤10S恢复时间(trec) ≤30S检测范围 50-10000ppm ☐基本测试电路☐使用方法及注意事项✧元件开始通电工作时,没有接触可燃性气体,其电导率也急剧增加1分钟后达到稳定,这时方可正常使用,这段变化在设计电路时可采用延时处理解决.✧加热电压的改变会直接影响元件的性能,所以在规定的电压范围内使用为佳.✧元件在接触标定气体1000ppm C4H10后10秒以内负载电阻两端的电压可达到(Vdg - Va)差值的80%(即响应时间);脱离标定气体1000ppm C4H1030秒钟以内负载电阻两端的电压下降到(Vdg- Va)差值的80%(即恢复时间).✧符号说明检测气体中电阻- Rdg 检测气体中电压- VdgR dg 与Vdg的关系: Rdg=RL(VC/Vdg-1)✧负载电阻可根据需要适当改动,不影响元件灵敏度.✧使用条件:温度-15~35℃;相对湿度45~75%RH;大气压力80~106KPa✧环境温湿度的变化会给元件电阻带来小的影响,当元件在精密仪器上使用时,应进行温湿度补偿,最简便的方法是采用热敏电阻补偿之.✧避免腐蚀性气体及油污染,长期使用需防止灰尘堵塞防爆不锈钢网.✧元件六脚位置可与电子管七角管座匹配使用.✧使用元件前请详细参看本说明。
常见气体传感器及其应用
工作原理如下 ： 当气体传感器探测不到酒精时，加在A5脚的电平为低 电平；当气体传感器探测到酒精时，其内阻变低，从 而使A5脚电平变高。图5-10中A为显示驱动器，它共有 十个输出端，每个输出端可以驱动一个发光二极管， 显示驱动器A根据第⑤脚电平高低来确定依次点亮发光 二极管的级数，酒精含量越高则点亮二极管的级数越 大。上五个发光二极管为红色，表示超过安全水平。 下五个发光二极管为绿色，表示安全水平（酒精含量 不超过0.5%）。
图5-9 几款TGS气敏传感器实物及
长江工程职业技术学院自动化教研室
（1）火灾烟雾报警器 利用TGS—109气敏器件对烟雾的敏感，设计出火灾烟 雾报警器。在火灾初期，总要产生可燃性气体和烟雾 ，因此可以利用SnO2气敏器材作烟雾报警器，在火灾 酿成之前进行预报。 火灾报警器具有双重报警机构：当火灾发生时，温度 升高，达到一定温度时热传感器动作，蜂鸣器鸣响报 警；当烟雾或可燃气体达到预定报警浓度时，气敏器 件发生作用时报警电路动作，蜂鸣器也鸣响报警。
可燃性气体检测器电
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（3）矿灯瓦斯报警器
图5-8 矿灯瓦斯报警器电路
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工作原理如下 ： ➢而当瓦斯浓度较低时，由于电位器RP的输出电压较 低，VT1截止，所以VT2、VT3也截止，矿灯不闪烁报 警； ➢当矿内瓦斯浓度超过设定浓度时，电位器RP的输出 信号通过二极管VD加到三极管VT1的基极，使VT1导 通，从而使VT2、VT3得到供电而开始工作，由VT2、 VT3、R2、R3、C1和C2组成的是一个互补式自激多谐 振荡器 驱动继电器开关K不断地断开和闭合，使矿灯 形成闪光，说明瓦斯浓度已超过了设定值。
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qm-n5工作原理
qm-n5工作原理
QM-N5是一种气体检测仪器，它主要用于检测空气中的有害气
体浓度，以确保工作环境的安全。
其工作原理主要包括传感器检测、数据处理和报警三个方面。
首先，QM-N5通过内置的传感器来检测空气中的有害气体浓度，常见的有害气体包括一氧化碳、二氧化碳、氨气、甲烷等。
这些传
感器会对特定气体进行检测，并将检测到的数据转化为电信号。
其次，这些电信号会被传输到仪器内部的数据处理模块中进行
处理。
数据处理模块会对传感器采集到的数据进行分析和计算，然
后将处理后的数据显示在仪器的屏幕上，以便操作人员进行实时监测。
最后，当检测到空气中有害气体浓度超过设定的安全阈值时，QM-N5会通过内置的报警系统发出警报，提醒操作人员及时采取措施，比如撤离现场或佩戴防护装备，以确保工作环境的安全。
总的来说，QM-N5的工作原理主要包括传感器检测、数据处理
和报警三个方面，通过这些环节的协同作用，可以实现对空气中有害气体浓度的实时监测和安全预警。
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QM-N5型气敏元件
QM-N5型气敏元件是以金属氧化物SnO2为主体材料的N 型半导体气敏元
件，当元件接触还原性气体时，其电导率随气体浓度的增加而迅速升高。
特点：
1、 用于可燃性气体的检测（CH4、C4H10、H2等）
2、 灵敏度高
3、 响应速度快
4、 输出信号大
5、 寿命长，工作稳定可靠
2当元件接触还原性气体时,其电导率随气体浓度的增加而迅速升高. ☐ 特点
用于可燃性气体的检测(CH 4,C 4H 10,H 2等) 灵敏度高 响应速度快 输出信号大
寿命长,工作稳定可靠 ☐ 技术指标
加热电压(V H ) AC 或DC 5±0.5V 回路电压(V C ) 最大DC 24V 负载电阻(R L ) 2K Ω
清洁空气中电阻(Ra) ≤4000K Ω
灵敏度(S=Ra/R dg ) ≥4(在1000ppmC 4H 10中) 响应时间(tres) ≤10S 恢复时间(trec) ≤30S
检测范围 50-10000ppm ☐ 基本测试电路
☐使用方法及注意事项
✧元件开始通电工作时,没有接触可燃性气体,其电导率也急剧增加1分钟
后达到稳定,这时方可正常使用,这段变化在设计电路时可采用延时处理
解决.
✧加热电压的改变会直接影响元件的性能,所以在规定的电压范围内使用
为佳.
✧元件在接触标定气体1000ppm C4H10后10秒以内负载电阻两端的电压可
达到(V
dg - Va)差值的80%(即响应时间);脱离标定气体1000ppm C
4
H
10
30
秒钟以内负载电阻两端的电压下降到(V
dg
- Va)差值的80%(即恢复时间).
✧符号说明
检测气体中电阻- R
dg 检测气体中电压- V
dg
R
dg 与V
dg
的关系: R
d
g=R
L
(V
C
/V
dg
-1)
✧负载电阻可根据需要适当改动,不影响元件灵敏度.
✧使用条件:温度-15~35℃;相对湿度45~75%RH;大气压力80~106KPa
✧环境温湿度的变化会给元件电阻带来小的影响,当元件在精密仪器上使
用时,应进行温湿度补偿,最简便的方法是采用热敏电阻补偿之.
✧避免腐蚀性气体及油污染,长期使用需防止灰尘堵塞防爆不锈钢网.
✧元件六脚位置可与电子管七角管座匹配使用.
✧使用元件前请详细参看本说明.。