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1、·16·仪表技术2009年第11期可燃性气体探测器的设计袁飞,卢文科,胡频(东华大学信息科学与技术学院,上海201620)摘要:介绍利用KC-1型可燃气体传感器探测可燃性气体质量浓度的原理,以及实际电路的设计。KC-1型可燃气体传感器有桥路输出电压呈线性的特点,且具有较高的稳定度和可靠性,为精确测量可燃性气体质量浓度提供了保证。关键词:可燃气体传感器;精密基准电压源;安全栅;仪表放大器中图分类号:TM930文献标识码:B文章编号:1006-2394(2009)11-0016-03DesignoftheCombustibleGasDetectorYUANFei
2、,LUWen2ke,HUPin(CollegeofInformationScience&Technology,DonghuaUniversity,Shanghai201620,China)Abstract:ThisarticledescribestheprincipleoftheKC-1combustiblegassensordetectingtheconcentrationsofthecombustiblegas,andthedesignofthecircuit.TheKC-1combustiblegassensorhasacharacteristicof
3、linearout2putvoltage.Also,itishighstableandreliable.Thesecharacteristicsprovideanaccuracyguaranteetodetectthecon2centrationsofthecombustiblegas.Keywords:combustiblegasdetector;precisionvoltagereference;safetybarrier;instrumentationamplifier靠地限制故障状态下电流和电压的极大值。再通过精1KC-1型可燃气体传感器的性能特点密
4、基准电压源就能得到精确、稳定的2.5V直流电压,KC-1型可燃性气体传感器根据催化燃烧效应的对KC-1型可燃气体传感器进行供电。原理工作。由检测元件和补偿元件配对组成电桥的2个臂,遇可燃性气体时检测元件电阻升高,桥路输出电压变化,该电压变量随气体质量浓度增大而成正比例增大,补偿元件起参数比较及温度补偿作用。其特点是:(1)桥路输出电压呈线性;(2)响应速度快;(3)具有良好的重复性、选择性;(4)元件工作稳定、可靠;(5)抗H2S中毒。其技术指标如表1所示。表1KC-1型可燃气体传感器技术指标气体C4H10H2C2H2工作方式间断、连续间断、连续间断工作电压
5、U/V2.0～2.81.9～2.51.8～2.2工作电流I/mA130～150140～155130～145线性度ρ/%0～1.50～30～21%气样灵敏度/mV≥30≥24≥302测量原理如图1所示,使用直流稳压电源对系统供电。安全栅起到隔离安全场所和非安全场所的作用图1可燃气体探测器,能够可收稿日期:2009-07作者简介:袁飞(1984—),男,硕士研究生,研究方向为传感器技术。2009年第11期仪表技术·17·在KC-1型可燃气体传感器中包括2个元件:一回路形成一个大电流,对熔断器造成可达几十安培的个是RD(检测元件),另一个是RC(补偿元件)。当检大
6、电流冲击,使熔断丝在极短时间内熔断(在负载短测元件RD遇到可燃性气体时,检测元件的电阻升高,路后1μs内触发晶闸管,并使熔丝在3～5μs内熔桥路的输出电压发生变化,该电压的变化与可燃性气断)。实际电路采用双重保护。体的质量浓度成正比,这样可以达到可燃气体质量浓3.2精密基准电压源的设计度-电压转换的目的;而RC元件是起参数比较及温度精密基准电压源电路的设计如图3所示,此电路补偿的作用。能将提供的直流电压转化为精确、稳定的2.5V直流电桥路输出电压通过放大器放大后,由A/D转换电压,对KC-1型可燃气体传感器进行供电。路转换为数字信号输入到单片机中。通过单片机
7、将电压信号转化为对应的可燃气体质量浓度值显示在仪表盘上,并且在质量浓度达到一定值时进行报警。3单元电路的设计3.1安全栅的设计安全栅是安置于安全场所的非本安型设备与危险场所的本安型设备之间的关联设备。它由保护性元件组成,具有限制传输电能的电路,能够可靠地限制非本图3精密基准电压源安电路在故障状态下的电流和电压的极大值,防止引直流电压源经过安全栅输出的电压经过三端稳压起爆炸。在正常工作状态时,一般限压器不起作用,当器7805后,得到+5V的电压,该电压又经DC-DC变电压在允许范围内波动时,限压元件与限流元件能将换器7660后,得到-5V的电压,这样便可获得±
8、5V危险能量限制在安全值以内,而不窜入到危险场所。的
