可燃氣體報警器設計方案說明書

設計說明書課題名稱可燃氣體報警器系別電氣電子工程系專業(yè)應用電子技術班級圓方1101班姓名向文秀學號110603111102（36號)指導教師起訖時間：2012年5月21日~2012年6月1日（共2周）目錄第一章緒論 4HYPERLINK\l”_Toc326252433”1.1可燃氣體報警器的發(fā)展趨勢 4_Toc326252435”第二章設計框圖 5第三章單元電路設計 5HYPERLINK\l”_Toc326252437”3。1MQ-5型傳感器的設計 53。2比較器的設計（LM358) 7_Toc326252440"3.4延時電路的設計 9HYPERLINK\l”_Toc326252441”3.5聲報警的設計 10HYPERLINK\l”_Toc326252442"3.6電源電路的設計 11HYPERLINK\l”_Toc326252443"第四章電路設計分析與調試 13HYPERLINK\l”_Toc326252444” 13HYPERLINK\l”_Toc326252445"４．1分析與調試 14第五章元器件清單 15第六章總結 15第七章電路板 16摘要第一章緒論1。1可燃氣體報警器的發(fā)展趨勢近年來，全國燃氣行業(yè)發(fā)展迅猛，可燃氣體報警器也成為了而泛博用戶的必備選擇，液化氣、自然氣、煤制氣等城市燃氣作為清潔能源已在工貿易和城鎮(zhèn)居民用戶中得到廣泛應用,可燃氣體報警器特別是跟著“西氣東輸”工程的快速進展，燃氣行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟆３鞘腥細獾钠占芭c應用無疑對改善城市的環(huán)境質量和進步居民的糊口質量施展了巨大的作用。但是跟著燃氣的廣泛應用,因為燃氣泄漏所引發(fā)的爆炸、中毒和火災事故也時有發(fā)生，這在某種程度上增加了城市的不安全和不不亂因素.為了使燃氣更好地造福于民，可燃氣體報警器,燃氣報警器，煤氣報警器，氣體檢測儀造福于社會,減少并杜絕各種因燃氣泄漏而引發(fā)的爆炸及火災事故，各燃氣使用單位及居民用戶選擇一種適合的燃氣報警器實為必要之舉.首先我們應對國家尺度劃定的燃氣報警器的種類有所了解.可燃氣體報警器，燃氣報警器,煤氣報警器，氣體檢測儀燃氣報警器可分為可燃氣體檢漏儀（簡稱“檢漏儀”),可燃氣體報警控制器（簡稱“控制器")、可燃氣體探測器(簡稱“探測器”)、家用可燃氣體報警器（簡稱“報警器"）四大系列產品。檢漏儀的體積較小，可隨身攜帶或手持，主要應用于燃氣治理的查漏與巡線。若有燃氣泄漏，檢漏儀便會發(fā)出聲光報警，同時數(shù)字顯示氣體濃度，以便及時采取安全措施，防止爆炸等惡性事故的發(fā)生?？扇細怏w報警器,可在現(xiàn)場長期監(jiān)測氣體的濃度。氣體探測器，安裝在防爆現(xiàn)場;控制器壁掛在值班室等有人值守的地方，二者采用屏蔽電纜線連接.當在現(xiàn)場的探測器探測到燃氣泄漏之后，通過屏蔽電纜線將信號傳到控制器，可燃氣體報警器,燃氣報警器,煤氣報警器，氣體檢測儀控制器發(fā)出聲光報警，同時可啟動排風裝置或封閉電磁閥堵截氣源，以達到安全之目的。此種儀器廣泛應用于液化氣站、汽車加氣站、鍋爐房等產業(yè)場所。1。2可燃氣體報警器的設計意義應用于可能有可燃氣體報警器或液體蒸汽泄漏的場所，如煉油廠、化工廠、油庫、液化氣站、加油站等。在煉油廠、化工廠、煤氣站等眾多作業(yè)環(huán)境下不可避免地會有可燃性氣體或液體蒸汽的泄漏如果泄露的可燃氣體或液體蒸汽沒有被及時發(fā)現(xiàn)，氣體濃度不斷積累，進而達到一定的爆炸極限,那么隨時就有發(fā)生火災或者是爆炸等惡性事故的可能性.為了保證人身和設備的安全，適應工業(yè)等場所對可燃性易爆氣體安全性要求，報警儀的應用具有重大的意義,進而研制一種低功耗的可燃氣體報警儀十分必延時指示電容延時比較電路電源電路延時指示電容延時比較電路電源電路第二章設計框圖燃氣的檢測光報警聲報警燃氣的檢測光報警聲報警信號比較判斷延時指示電容延時比較電路電源電路延時指示電容延時比較電路電源電路第三章單元電路設計3。1MQ—5型傳感器的設計1．特點對液化氣、天然氣、城市煤氣有較好的靈敏度對乙醇、煙霧幾乎不響應快速的響應恢復特性長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性2.應用適用于家庭或工業(yè)上對液化氣、天然氣,煤氣的檢測裝置。優(yōu)良的抗乙醇，煙霧干擾能力。3。規(guī)格A工作條件B環(huán)境條件C靈敏度特性4.管腳圖3.2比較器的設計（LM358）1概述LM358單電源集成預算放大器，封裝形式有塑封8引線雙列直插式、貼片式和圓形金屬殼封裝等2特性內部頻率補償直流電壓增益高(約100dB）單位增益頻帶寬（約1MHz）電源電壓范圍寬：單電源(3—30V）;雙電源（±1。5—±15V)低功耗電流，適合于電池供電低輸入偏流低輸入失調電壓和失調電流共模輸入電壓范圍寬，包括接地差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍輸出電壓擺幅大(0至Vcc-1.5V）\o”查看圖片”\t"_blank”3比較電路設計圖比較電路圖比較電路圖3。3光指示燈設計1作用指示電路是否正常工作2概述在電子設備中使用比較多的發(fā)光二極管的顏色是紅、綠、黃，通常綠色表示正常工作,紅色表示報警狀態(tài)，黃色表示預熱狀態(tài)。MQ-5型氣體傳感器需要至少5分鐘的預熱時間，因此,利用電容充電的方式與設計電壓進行比較，當電容在規(guī)定時間內充電達到設計電壓時，即可進入測試過程了。3設計圖光指示燈圖光指示燈圖3。4延時電路的設計1概述報警電路的應用日益廣泛，但以往的報警器都是瞬時報警,即一旦傳感器測到的值超出某一范圍時，便立即報警，在某些情況下，外界的短暫干擾并不會影響系統(tǒng)的安全，瞬時報警會引起不必要的恐慌,為此，設計一種具有延時功能的報警器。由A2運放組成的比較器起延時作用，保證傳感器有足夠的預熱時間，使測試結果可靠，防止錯誤方生。2設計圖延時電路圖延時電路圖3.5聲報警的設計1概述報警電路在比較判斷的比較器狀態(tài)翻轉時就可以發(fā)出信號了，但比較器狀態(tài)只是打開了一個“開關"，使聲音信號能順利地發(fā)出,而聲音信號的產生還依賴于信號發(fā)生器和發(fā)聲器件。這里可以選擇RC正弦波器和揚聲器配合的形式，也可以選擇555定時器電路與蜂鳴器配合的形式.2聲報警設計圖及蜂鳴器驅動電路聲報警電路圖聲報警電路圖3.6電源電路的設計1概述220v電壓經過變壓器降為9v交流電壓，通過4個二極管整流為脈動的直流電再經過電容濾波，除去脈動電流的交流成分。利用集成穩(wěn)壓器LM7805將輸入的直流電壓轉為5v的電壓輸出。2LM7805參數(shù)3電路設計電源電路圖電源電路圖第四章電路設計分析與調試４．1分析與調試根據(jù)參考電路圖進行焊接，檢查接線、元件都正確后,進行電路調試。１預熱時，黃燈和綠燈亮。開始時,電解電容兩端電壓為０，通過Ｒ７對它充電，而Ｒ９兩端電壓為２．５ｖ，所以ＬＭ３５８A2運放的輸出端電壓為低電平，黃燈亮.ＬＭ３５８Ａ1的反向輸入電壓應為低電平,正相輸入端電壓為高電平（約2—3v左右，調節(jié)RP1）,所以Ａ1輸出端電壓為高電平，綠燈亮。正常工作時（預警時)，綠燈亮.充電完成后，當電解電容兩端的電壓超過Ｒ９兩端電壓,Ａ２運放的輸出電壓為約為4ｖ，黃燈滅而綠燈亮。無燃氣,紅燈不亮。報警時，紅燈亮，揚聲器發(fā)出信號。有燃氣時，ＬＭ３５８Ａ1反向輸入端電壓為高電平，綠燈滅紅燈亮,此時ＬＭ324四號腳電壓約為4v,揚聲器發(fā)出信號。RC振蕩電路起振條件第一必須滿足：調節(jié)RP2，使得RP2+R16=2R15第二必須滿足:輸出波形為正弦波第五章元器件清單器件規(guī)格個數(shù)(個）可燃氣體傳感器MQ-51集成運算放大器LM3581集成運算放大器LM3241揚聲器1管座八腳１十四腳１電源插座兩腳２測試鍵按鈕1發(fā)光二極管（2ＥＦ系列)紅、黃、綠各一個二極管１Ｎ４１４８６三極管９０１２１９０１３１滑動變阻器５０２１５０３１電阻４７０１１Ｋ３１。５Ｋ２２.２Ｋ１５.１Ｋ１１０Ｋ５１５Ｋ２１０Ｍ１瓷片電容２２ｎＦ２電解電容４７０ｕＦ／５０ｖ１第六章總結隨著人們生活水平的提高，燃氣使用率不斷增加，對燃氣泄漏的檢測越來越引起大家的重視。作為一種安全裝置,靈敏度要高，適用于檢測低濃度氣體。且結構要簡單，制作方便，制造成本低。設計的可燃氣體報警器由電源電路、燃氣檢測、信號比較判斷、延時電路、聲報警和光報警組成，報警器中的傳