MQ-2煙霧傳感器的工作原理教程文件

1、MQ-2煙霧傳感器的應(yīng)用介紹 鑒于網(wǎng)上關(guān)于 MQ-2煙霧傳感器的技術(shù)資料少之甚少，本人正好現(xiàn)在在做關(guān)于 儲備糧倉環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的項(xiàng)目。因此自己總結(jié)關(guān)于MQ-2的技術(shù)文檔，與大家共享，共同學(xué)習(xí)！一、MQ-2煙霧傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域 可用于家庭和工廠的氣體泄漏監(jiān)測裝置，適宜于液化氣、苯、烷、酒精、氫氣、煙霧等的探 測。故因此，MQ-2可以準(zhǔn)確來說是一個多種氣體探測器。MQ-2的探測范圍極其的廣泛。它的優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高、響應(yīng)快、穩(wěn)定性好、壽命長、驅(qū)動電 路簡單。二、MQ-2的工作原理MQ-2型煙霧傳感器屬于二氧化錫半導(dǎo)體氣敏材料，屬于表面離子式N型半導(dǎo)體。處于200300攝氏度時，二氧化錫吸附空氣中的氧，形

2、成氧的負(fù)離子吸附，使半導(dǎo)體中的電子密 度減少，從而使其電阻值增加。當(dāng)與煙霧接觸時，如果晶粒間界處的勢壘收到煙霧的調(diào)至而 變化，就會引起表面導(dǎo)電率的變化。利用這一點(diǎn)就可以獲得這種煙霧存在的信息，煙霧的濃度越大，導(dǎo)電率越大，輸出電阻越低，則輸出的模擬信號就越大。三、MQ-2的特性1、MQ-2型傳感器對天然氣、液化石油氣等煙霧有很高的靈敏度，尤其對烷類煙霧更為敏 感具有良好的抗干擾性，可準(zhǔn)確排除有刺激性非可燃性煙霧的干擾信息。（經(jīng)過測試：對烷類的感應(yīng)度比紙張木材燃燒產(chǎn)生的煙霧要好的多，輸出的電壓升高的比較快）2、MQ-2型傳感器具有良好的重復(fù)性和長期的穩(wěn)定性。初始穩(wěn)定，響應(yīng)時間短，長時間工 作性能好

3、。需要注意的是：在使用之前必須加熱一段時間，否則其輸出的電阻和電壓不準(zhǔn)確。3、其檢測可燃?xì)怏w與煙霧的范圍是10010000Ppm（ppm為體積濃度。1ppm=1立方厘米/1立方米）4.電路設(shè)計電壓范圍寬，24V以下均可，加熱電壓 50.2V需要注意：加熱電壓。如果過高，會導(dǎo)致內(nèi)部的信號線熔斷，從而器件報廢。 四、MQ-2的結(jié)構(gòu)引腳及封裝圖MQ-2的外形圖從圖中可以看出（從左到右）第一個：由于加熱電壓過大，導(dǎo)致內(nèi)部信號細(xì)線被燒斷而無法正常工作。但是加熱功能依舊存在。所以我們必須注意加熱絲的電壓，最好串個小電阻。第二個：是MQ-2底面引腳圖第三個：外觀圖五、MQ-2的計算與校準(zhǔn)用MQ-2煙霧傳感器

4、來檢測火災(zāi)煙霧的最好辦法是通過其輸出電壓與門限電壓比較得出。（門限電壓需要經(jīng)過煙霧測試）1、MQ-2的計算公式阻值R與空氣中被測氣體的濃度C的計算關(guān)系式log R = mlog C + n （m , n 均為常數(shù)）常數(shù)n：與氣體檢測靈敏度有關(guān)，除了隨傳感器材料和氣體種類不同而變化外，還會由于測量溫度和激活劑的不同而發(fā)生大幅度的變化。常數(shù)m：表示隨氣體濃度而變數(shù)的傳感器的靈敏度（也稱作為氣體分離率）。對于可燃性氣體來說，m的值多數(shù)介于1/2至1/3之間。2、傳感器的電阻的計算掾考MCl-ldatasheet可用下式上2計算；Rs=（Vc/Vrl-1） X Kl（3-2）式中火為回路電質(zhì)，Vrl是

5、傳感裾4腳、6腳輸出的電壓即Um.,氏是他 載電Sb更具上式即可即可算出傳感器電阻心口3、MQ-2傳感器的輸出電壓根據(jù)MQ-2的工作原理（其電導(dǎo)率隨著氣體濃度的增大而增大，其電阻是電導(dǎo)率的倒數(shù)， 所以電阻是隨之減小的。其特性就相當(dāng)于一個滑動變阻器）。U加皿=（Rll/Rll+Rs） （3-i）叱為回路電JE即電源電壓，其加在傳感器的1腳，耳腳之間山U.huzhu 是傳感器4腳、6腳輸出的電壓，樂為傳感器的體電阻.其中若氣體濃度上升, 必芋致Rs下降。而他的下隙則會導(dǎo)致,MQ-2的4腳、5腳對地輸出的電壓增 大.所以氣體濃度增大，其輸出的電壓也會增大.AIXXI8Q4C4If11 IT*1 Ia

6、JADC； SUKAtM)D&M)CLKOCTRFF: Ri-Jdl： LJ. 由二交口凱J8_DSCiTDS：i D32TTE5j一TTd11圖3 MQ-2應(yīng)用電路3.2 MQ-2動靜態(tài)校準(zhǔn)這一步就是設(shè)置合適的報警門限電壓.其中要求動靜態(tài)電壓相差03-0.6V為 最好！不要去迷信什么線性化處理，那都是坑爹的！ ！MQ-2傳感器的靜態(tài)校準(zhǔn)根據(jù)MQ-2 Datasheet的要求以及此次設(shè)計的煙霧采集模塊便件電路如圖3, 將MQ-2煙霧信息采集模塊通電，測得電源電壓為5V,將傳感器置于純凈的空氣 中，等待預(yù)熱延時2分鐘，用萬用表測量此時的匕岫u （Vrl）【靜態(tài)電樂】，電 壓應(yīng)為0.3至IV,若U

7、shudui （0l）點(diǎn)電壓不在此范圉內(nèi)可調(diào)整R1T電位器，并記 錄靜態(tài)Ushuchu （VrQ【靜態(tài)電壓】值0表3-1是通過調(diào)節(jié)R11滑動變阻器的對10次對煙霧采集模塊都態(tài)校準(zhǔn)試驗(yàn) 所測得Ushuchu （Vrl）前態(tài)電壓值，表 3-1 MQ-2 E苗態(tài)測量宜次數(shù)12345678910電壓0.6v0.59v0.59v0.6v0.6v0.6v0.6v0.6v0.6v0.58v此時測得滑動變阻器的值為2.5K歐， Rs=（Vc/Vrl-1） X Rl= 1（5/0.6-1） |*2.5=31K 3.2.2MQ-2傳感器的動態(tài)校準(zhǔn)困，傳感器體電阻根展公式3-2為本小節(jié)主要測試距離（煙霧濃度）對輸出

8、電壓的影響。傳感器里火源越遠(yuǎn), 煙霧夕散的范闈越大，單位體枳內(nèi)的煙霧濃度將減小，所以本節(jié)將對此現(xiàn)象進(jìn)行 實(shí)驗(yàn)測量。1）距煙霧傳感器傳感頭5cm處點(diǎn)燃干燥的廢紙產(chǎn)生煙霧飄入傳感頭，用 萬用表測量此時Ushi”（Vrl）【動態(tài)電壓】電壓的變化情況。表3-2為連續(xù)10次 所測得的此時煙霧濃度對應(yīng)的輸出電壓值：表32煙霧濃度與傳感器到火源距離之間的測量（10cm）次數(shù)12345；678910電壓1.12V1.14V1.15V1.21V1.13V1.14V1.11V1.14V1.20V1.11V此時的動態(tài)電壓比靜態(tài)時的電樂上升了 0.4-0.5V-（2）距煙霧傳感器傳感頭20cm處點(diǎn)燃干燥的廢紙產(chǎn)生煙霧

9、飄入傳感頭,， 用萬用表測量此時U51nx加VRL）【動態(tài)電壓】電壓的變化情況。表3-3為連續(xù)10 次所測得的此時煙霧濃度對應(yīng)的輸出電正值：表3-3煙寄濃度9傳感器到火源即高之間的測量（100cm）次數(shù)12345678910電壓l.Ov0.99V0.98vl.Ovl.Ov0.95v0.96v1.06v1.04v1.03v此時的動態(tài)電壓比靜態(tài)時的電壓上升了 03-0.4Vo說明了距離時煙霧濃度的 影響是很大的.（3）距煙霧傳感器傳感頭5cm處用打火機(jī)對著傳感頭噴射其內(nèi)部氣體（主 要成分是丁烷表34連續(xù)卜次測得的此時的動態(tài)電壓1岫式Vrl）【動態(tài)電壓】 電壓值：表34可燃?xì)怏w濃度與傳感器到火源距點(diǎn)

10、之間的測量（10cm ）次數(shù)12345678910電壓3.2v3.3v3.4V3.5v3.6v3.2v3.3v3.3v3.4V3.1V此時的動態(tài)電壓比靜態(tài)時的電壓上升了 262.9U（4）距煙客傳感器傳感頭20cm處用打火機(jī)對著傳感頭噴射其內(nèi)部氣體（主 要成分是丁烷）。表3-5為連續(xù)卜次測得的此時的動態(tài)電壓U51111dHJVr?！緞討B(tài)電 樂】電床值：表3-5可燃?xì)怏w濃度與傳感器到火源距離之間的測量（100cm）次數(shù)12345678910電樂2.9v2.9v3.0v3.1V362.8v29V2.9v3.0v2.8v此時的動態(tài)電壓比靜態(tài)時的電壓上升了 2.224V,說明煙霧濃度降低了 $校 港電

11、樂的時候應(yīng)該考慮這一點(diǎn)?？偨Y(jié)：傳感器距離火源的遠(yuǎn)近，對應(yīng)的煙霧濃度將會不一樣。距離遠(yuǎn)近，其 在相同環(huán)境下煙霧濃度越大：距離越遠(yuǎn)，其在相同環(huán)境下煙霧濃度越小。所以必 須要設(shè)置合適的煙霧濃度門限對應(yīng)的電壓值。MQ-2煙霧傳感器對可燃?xì)怏w有著很高的靈敏度，根據(jù)這一特性非常適價布 置與廚房浴室等可燃?xì)怏w易溢出的地方。注意：等次產(chǎn)生的煙霧和實(shí)時的環(huán)境不一樣可能導(dǎo)致測得的電工不一樣，這 生很正常的。但姑你要相信,，哥是不會錯的。4 .總結(jié)與擴(kuò)展MQ-2實(shí)際應(yīng)用中發(fā)熱是正常的所以不必大驚小怪。最多的應(yīng)用應(yīng)該算是 與單片機(jī)相接。由于輸出的是模擬電壓（該電壓足夠大，不需要TM的去加放大 器件，這只會增加你的便件

12、消耗成本），所以必須要經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換才能與單片機(jī) 相接.由于輸出電壓比較穩(wěn)定而且時間還比較長，克仝不需要加采樣保持電路， 而且AD轉(zhuǎn)換器用最普通的就可以了。AD的用法與操作程序因器件而異，這里 不再敘述下而是哥參考設(shè)計的既有模擬輸出又有數(shù)字輸出的小模塊.由Im393比倏器和74kl4整形與非門器件構(gòu)成可輸出數(shù)字信號，可以直接 和單片機(jī)相連的.正常情況是輸出高電平，一旦檢測到煙霧將會輸出低電平。單 片機(jī)殼直接檢測.該模塊Jt方可調(diào)比較電壓和輸出電東。工作原理：MQ-2的4腳輸出隨煙霧濃度變化的直流信號，被加到 比較器U1A的2腳，Rp構(gòu) 成比較器的門檻電壓。當(dāng)煙霧濃度較高輸出電壓高于 門檻電壓時,

13、比較器輸出低 電平(0v),此時LED亮報警；當(dāng)濃度降低 傳感器的輸出電壓低于門檻電壓時、 比較器翻轉(zhuǎn)輸出高電平 (Vcc ), LED熄滅。調(diào)節(jié)Rp,可以調(diào)節(jié)比較器的門檻電壓，從而調(diào)節(jié)報警輸出的靈敏度。R1串入傳感器的加熱回路.可以保護(hù) 加熱絲免受冷上電時的沖擊。MQ-2傳感器對甲烷的探測范圍是 500020000Ppm ,即0.5%-2% ,在跟MQ-2串聯(lián)的電阻 那里得到參考電壓，經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換后得到數(shù)字電壓，就這么一個數(shù)字電壓，怎樣可以得到當(dāng)時空氣中甲烷的 PPM值，即濃度。(參考了網(wǎng)上傳的使用 MQ-2做基于單片機(jī)的煙霧報警 系統(tǒng)的朋友，那份資料就存在這個特大問題，并不止這一個，大錯的

14、地方很多，請注意！) 希望有經(jīng)驗(yàn)的同志幫忙解決這一難題送分就這么一個數(shù)字電壓，當(dāng)然可以知道濃度了 ，前提是要設(shè)計和標(biāo)定好 傳感器，主要過程就是： 1傳感器量程500020000ppm,如果輸出為0-5V（傳感器模擬信號 中間量，也可以是別的電 壓范圍，或4-20mA信號）,ad是將模擬轉(zhuǎn)化數(shù)字量的，2 AD轉(zhuǎn)換后得到是數(shù)字彳t號，也就是數(shù)據(jù)，如:12位ad（分辨率是1/4096）轉(zhuǎn)換后，那么則 5000-20000PPM（0-5V） 對應(yīng)就是0-4096,這樣就有了比例關(guān)系，當(dāng)數(shù)字信號是0時，對應(yīng)就是 5000,4096時就是20000,通過方程得出2048對應(yīng)就是12500ppm,就是這么簡單的一個函 數(shù)，取下反函數(shù)就得出濃度.3,其實(shí)就是個比例關(guān)系式，只要有電信號在,其他的都是簡單運(yùn)算而已了 .追問你好，應(yīng)該沒這么簡單吧？比如，當(dāng)時的濃度為0,或者是低于5000PPM ,那么這時得到的數(shù)字電壓會是什么呢？ 回答如果是0.5%-2%（對應(yīng)0-5V）,當(dāng)然0.5%以下是數(shù)字信號就是0呀，如果量程0%-2%,當(dāng)然就不是了提問者評價因?yàn)閭鞲衅黛`敏度是非線性的，所以轉(zhuǎn)換也是非線性的本文的控制部分主要用的是 ARMFB分，它與傳統(tǒng)的51單片機(jī)相比功能更加 的強(qiáng)大，如芯片內(nèi)部的Flsa