天然气泄漏报警装置

华北水利水电大学传感器课程设计

天然气泄漏报警装置

学院：

专业：

班级：

学号：

姓名：

指导老师：

时间:

目录

第一章绪论 (4)

一、课题背景及意义 (4)

二、课题目标及实现功能 (5)

第二章传感器原理及设计方案................. . (5)

一、传感器原理 (5)

二、MQ-2气敏器件 (6)

三、设计方案 (7)

四、方案选择 (8)

第三章电路设计 (8)

一、电源 (8)

二、气敏电路 (8)

三、报警电路 (9)

四、总电路 (9)

第四章proteus软件介绍 (10)

第五章总结 (11)

一、实验结果 (11)

二、总结 (12)

参考文献

设计任务

一．题目：天然气泄漏报警装置

工作要求：利用气敏传感器设计一个天然气泄漏报警器，要求有检测、报警输出。

二．设计任务

1.利用气敏传感器测量某环境天然气浓度；

2.当浓度超过设定值时蜂鸣器报警，发光二极管发光；

3.能够根据需要设定上下限报警温度；

4.利用Protel绘制电路图；

5.焊接电路板；

6.撰写说明书。

三．设计成果

1．设计计算说明书一份；

2．电路板一块。

第一章绪论

一.课题背景及意义

随着国家经济的提高，现代化、智能化的多功能建筑越来越多，对建筑的防火安全设计要求也越来越高。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“两气东输”工程的快速进展，燃气行业发展潜力巨大。以“西气东输工程”为开端的大规模天然气利用工程的实施，意味我国城市燃气将大踏步的进入“天然气时代”。我国天然气市场将迎来一个千戟难逄的机会，城市燃气需求的主要增长点将体现在天然气上。2000年党中央国务院提出“两部大开发”的重大战略部署，特别是2002 年“两气东输”第一期工程正式开工。这无疑为发展两部地区的燃气产业带来历史性的机遇。西气东输工程，在西部优势资源和东部广阔市场之间建立起了一座“金桥”，西气东输工程投入使用后，每年供应长江三角洲地区100亿立方米天然气。城市燃气的普及与应用无疑对改善城市的环境质量和提高具名的生活质量发挥了巨大的作用。但是随着燃气的广泛使用，由于燃气泄漏所引发的爆炸、中毒和火灾事故也时有发生，这在某种程度上增加了城市的不安全和不稳定因素。为了使燃气更好地造福于民，造福于社会，减少并杜绝各种因燃气泄漏而引发的爆炸及火灾事故，各燃气使用单位及居民用户选择一种适合的燃气报警器实为必要之举。

“报警早，损失少”，进一步说明了及吋报警的重要性，在家庭里也是如此。一旦发生火灾，提早报警，可以及时将火扑灭，以免小火酿成大火灾。目前常用的有感烟、感温和可燃气体火灾报警器。像家庭中使用煤气、液化石油气和天然气等燃料时，安装一个可燃气体报警器，但出现漏气或者着火时，报警器能够立即鸣笛报警，告之文人及时采取措施。

室内煤气、天然气的泄漏严重危害人的生命健康以及性命财产安全，基于此现实，本设计旨在为家庭用户设计一种能够检测煤气、天然气泄漏的装置，从而减少因煤气和天然气的泄漏造成的事故的发生概率，进而保证人民的生命财产安全，减少不必要的损失。本设计用传感器检测天然气的基本状态，并将气体浓度信号转换为电信号,当室内煤气、天然气达到一定浓度时，该装置发出声光报警信号，提醒用户燃气泄漏，采取相应的应对措施。

通过本系统设计，使学生能对自己所学专业知识加以综合运用，了解和掌握实际应用系统的设计、实现及应用的整个过程

二.课题目标及实现功能

当前应用最广泛的可燃性气体泄漏报警器与气敏元件传感器，已普及

应用于气体泄漏检测和监控，仅用于安全保护家用燃气泄漏报警器为例，

不少发达国家已经明确规定家庭、公寓等要求安装相应的报警器。国外可

燃性气体泄漏报警器发展很快，是由于人们安全意识增强，对环境安全性

和生活舒适性要求提高；另一方面是由于燃气泄漏报警器市场增长受到政

府安全法规的推动。因此，国外燃气报警器技术得到了较快发展，据有关

统计猜测，美国在1996年—2002年就煤气报警器的年均增长率为27％～30％。在这些方面，国内应该增强安全意识增强

此次课程设计采用以MQ-2 电阻控制型气敏器件为中心，结合直流稳

压电源，555定时器构成的无稳态音频振荡器，发光二极管，电动式扬声

器等构成燃气泄漏报警电路。电路接入稳定的5V直流电源，电路开始工

作。由USB接口提供的5V电源为MQ-2中的电阻丝加热，加热一段时间后，

当有天然气或烟雾时，MQ-2的电导率上升，此时扬声器和红色LED灯工作，

达到报警作用。

实现可以下基本功能：

1.实现对基本报警电路的控制。

2.实现对检测天然气浓度的精度调整；

3.了解MQ-2气体传感器的具体功能；

4.准确检测周围环境中的天然气的泄漏；

第二章传感器原理及设计方案

一．传感器原理

传感器是能把实测物理量或化学量转化为与之有确定对应关系的电信号输出的装置。传感器主要是由敏感元件、传感元件组成，有时也将信号调节与转换电路、辅助电源作为传感器的组成部分。

敏感元件：敏感元件指能够灵敏地感受被测变量并做出响应的元件。是传感器中能直接感受被测量的部分。

传感元件：又称为转换器，一般情况下，不直接感受被测量，而是将敏感元件的输出量转化为电量输出的元件

传感器按工作原理可分为：电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、光电式传感器、压电式传感器等。

在这个设计中天然气气体传感器属于电阻式传感器，传感器型MQ-