火灾烟雾报警器课程设计

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1、课程论文题目:火灾烟雾报警器的设计课程:智能仪器火灾烟雾报警器的设计摘要：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1．引言：1.1火灾探测技术火灾作术为一种在时空上失去控制的燃烧所引发的灾害，对人类生命财产和社会安全构成了极大的威胁。

2、由此引发的重大安全事故比皆是，所以人类一直也未停止过对它的研究。火灾的发生和发展是一个非常复杂的非平稳过程，它除了自身的物理化学变化以外还会受到许多外界的千扰，火灾一旦产生便以接触式(物质流)和非接触式〔能量流)的形式向外释放能量。接触式形式包括可燃气体、燃烧气体和烟雾、气溶胶等。非接触式如声音、辐射等。火灾探测技术就是利用敏感元件将火灾中出现的物理化学特征转换为另外一种易于处理的物理量。各种探测器对应的火灾物理参量及探测器如图1-1所示。图1-1各种探测器对应的火灾物理参量及探测器1.2火灾探测器的发展趋势探测器朝新探测技术的发展进一步拓展了火灾探测的应用领域，为一些传统探测器无法

3、胜任的环境提供了有效的手段。相关技术的发展，如傅立叶近红外光谱技术弱信号处理技术、低功耗MCU技术进一步促进了传统探测技术的改进，使得传统探测器在技术和性能上有了显著的提高。火灾着极早期探测、多传感器复合探测和探测器小型化、智能化的方向发展迈出了更快的步伐。2.基于热敏元件和555集成电路的报警器设计2.1、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，工作稳定可靠技

4、术指标：加热电压（Vh）AC或DC5±0.2V响应时间≤10S(trec)回路电压（Vc）最大DC24V恢复时间≤30S(trec)负载电阴（Rl）2KΩ元件功耗≤0.7W清洁空气中电阻≤2000KΩ检测范围50—10000ppm（Ra）灵敏度（S=Ra/Rdg）≥4(在1000ppmC4H10使用寿命2年中)QM-N5型半导体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D

5、C5±0.5V回路电压(VC)最大DC24V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1000ppmC4H10后10秒以内负载电阻两端的电压可达到(Vdg-Va)差值

6、的80%(即响应时间);脱离标定气体1000ppmC4H1030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

7、角管座匹配使用.使用元件前请详细参看本说明。2.2、555集成电路原理在数字系统中，为了使各部分在时间上协调动作，需要有一个统一的时间基准。用来产生时间基准信号的电路称为时基电路。时基集成电路555就是其中的一种。它是一种由模拟电路与数字电路组合而成的多功能的中规模集成组件，只要配少量的外部器件，便可很方便的组成触发器、振荡器等多种功能电路。因此其获得迅速发展和广泛应用。时基集成电路555工作原理如下：图a所示为555时基电路内部电路图。管脚排列如图b所