空气检测报警器开题报告

深圳职业技术学院

毕业设计（论文）开题报告

题目：室内一氧化碳泄露报警器的设计

指导老师：柴继红

院（系，部）：电信学院

专业班级：医疗电子工程2班

学号：09111049

姓名：莫垂勤

日期：2011年9月15日

一．选题的目的，意义及研究现状

选题的目的和意义：

随着工业，农业化的发展和人们的生活水平的提高，及时，准确地对易燃，易爆，有毒有害气体进行检测预防和自动控制以成为当前天然气，煤炭，石油，化工，电力部门及待解决的问题。家用燃气报警器能实时检测可燃体的泄漏情况，一旦发生些，即空气可燃气体达到可燃浓度，则报警器立即进行声，光报警，有效防止事故的发生；满足人们对燃气的安全的需要，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AT89C51单片机进行控制的可燃气体探测报警器。当空气中有一氧化碳在会发且气体浓度打到或超过设定值时，通过一系列转换使LED数码管显示气体浓度值，随即发出声，光报警信号，启动相应控制装置，避免重大事故发生。

研究现状：

国外从20世纪30年代开始研究及开发气体传感器，且发展迅速，一方面是因为人们安全意识增强，对环境安全性和生活舒适性要求提高; 另一方面是因为传感器市场增长受到政府安全法规的推动。据有关统计，美国1996年一2002年气体传感器年均增长率为27%～30% o 随着传感器生产工艺水平逐步提高，传感器进口小型化、集成度不断增大，使得气体检测仪器的体积也逐渐变小，提高了气体检测仪器的便携性，更加有利生产、运输及市场推广。

1963年5月，日本开发完成第一台接触燃烧式家用燃气泄漏报警器，次年12月其改良产品问世，改良的报警器可以检测燃气、一氧化碳等气体，可以安装在浴室或者采用集中监视。

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，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。

二．设计进度

第1周：制作开题报告；

第2周：拟定初步整体制作设计计划，着手收集资料并准备相应器件；

第3周：搜集资料，确定论文题目；选择整理材料,做出开题报告，整体规划论文结构；置办元器件；拟定制作大纲；

第4周至第8周：开始制作器件；

第9周：检查制作项目，完善制作器件，上交制作成品并模拟毕业答辩。

三．主要参考文献

《单片机电路，设计，分析与制作》

《单片机教材》

《电子线路设计与制作》

《电路设计教程》

四．设计要求

用相应的气体传感器检测室内的一氧化碳的基本状态，并将气体浓度信号转换为电信号。通过信号处理电路将有无气体泄漏的两种状态转换为高低电平，并将此电平通过单片机I/O

接口传入单片机，通过单片机编程控制报警电路的工作状态。

五．设计原理

电化学一氧化碳报警器采用零功率电化学一氧化碳传感器作为敏感元件，大都采用电化学中的定电位电解法原理，利用定电位电解法进行氧化还原电化学反应，检测扩散电流便可得出一氧化碳气体的浓度，并且有很好的星星测量范围以及很高的选择性，抗交叉气体干扰能力也很强，价格相对比较贵。本次设计方案欲采用AT89C51单片机控制MQ-7一氧化碳传感器，将气体浓度信号转化为电信号，并直接以数字方式显示在LED板上。

六．所需元器件

AT89C51单片机主要控制整体电路

MQ-7一氧化碳传感器将一氧化碳浓度信号转换为电信号

ＬＥＤ数码板显示空气中一氧化碳浓度

“Test”按钮该按钮是测试报警器时要按的按钮。

通气口一氧化碳气体通过报警器面壳与底壳之间空隙进入感应室

传感器传感器应用了电化学技术，对一氧化碳的感应灵敏度极高，并避免了误报警的发生。蜂鸣器高音量，发声提醒周围的人注意危险。

七．基本原理图

这个是一氧化碳传感器与单片机的连接原理图

1、555电路构成振荡电路。高电平15S（0.693*（43+180）*0.1），低电平5S。

电阻取值：实际555芯片的8脚和7脚外接电阻为180K。7脚和6脚外接电阻为43K。

2、经过反向电路，并电阻分压调节幅度到0.2~0.9V的方波给CO传感器3脚和1脚，加热。

3、传感器输出2脚（接分压电阻R400）和1脚上电压送比较器后接单片机外部中断。如果检测到2脚电压过低，说明CO超标。

基本设计架构框图

气体检测模块电路原理图

检测器采用一氧化碳传感器MQ-7检测房间气体浓度，检测结果将经过高精度运放器放大后送入芯片ADC0809进行转换。

八．预期设计制作结果

设计的可燃性气体检测报警器能正常的进行探测和报警功能，保护人身财产的安全。