摘要
本设计利用GS系列传感器，将置于测试环境中待测气体的浓度转换为模拟电压，再通过ADC0809将模拟电压转换为数字信号，送入单片机
AT89C51中进行处理。为了用户对气体浓度进行实时了解，将AT89C51外接3片74LS164作为3位LED显示器的静态显示接口，把单片机的RXD作为数据输出线，TXD作为移位时钟脉冲。74LS164为TTL单向8位移位寄存器，可实现串行输入，并行输出，通过8位移位寄存器74LS164可进行静态显示。通过设置报警值，用单片机控制发光二极管和音乐IC同时报警。利用单片机控制技术，制作了程控一氧化碳报警器。该仪器对一氧化碳（CO）进行实时监控，当一氧化碳的浓度超过允许值时，控制电路进行报警，并通过外接排风扇与电磁阀对其进行程控，以防事故的发生。另外为了防止程序陷入死循环，还利用x25045芯片组成的看门狗电路在程序陷入死循环时让单片机复位，而不用整个系统断电，从而保护了硬件电路。
由于所设计的数字气体报警器采用单片机AT89C51，其价格便宜，性能稳定，易于产品化。以GS气体传感器和AT89C51 单片机为核心，设计气体泄漏报警器，该报警器设计方法简单易行，使用效果良好，下面给出了气体泄漏报警器的总体设计原理，关键的硬件电路和所有的软件程序设计。
关键词：一氧化碳；气体泄露报警器；AT89C51单片机；GS气体传感器
I
Abstract
The design of the GS series of sensors, will be placed on the test environment measured the concentration of gas converted to analog voltage, and then through the ADC0809 will be converted to analog voltage digital signal, into the SCM AT89C51 in the process. To users of gas concentrations in real-time understanding, AT89C51 will be linked three 74 LS164 externally as the three LED display static display interface, and the MCU RXD as the output data line, TXD as a shift clock pulse. 74LS164 TTL is a one-way 8-bit register displacement which can be realized enter serial, parallel output, through the 8-bit shift register 74 LS164 can be static display. By setting the alarm level, the MCU control LED and music IC alarm at the same time.SCM control use of technology, produced a program-controlled carbon monoxide alarm. The instrument of carbon monoxide (CO) for real-time monitoring, when the concentration of carbon monoxide is more than allowed value, the control circuit for alarm, and through an external electromagnetic valve row fans and their program-controlled, to prevent accidents. In addition procedures to prevent a cycle of death, also used
x25045 watchdog circuit chip composed of a death in the process so that when the MCU reset cycle, instead of the whole system off, thereby protecting the hardware circuit.
As designed by the number of gas alarm using SCM AT89C51, it is cheap, stable performance, easy-production. GS to gas sensors and AT89C51 microcontroller as the core design of gas leakage alarm, the alarm system design method is simple, use good effect, the following is a gas leakage alarm the general design principles, the key hardware and all The software program design.
Keywords：CO; Leaking gases alarm; AT89C51 microcomtuper;
GS Gases Sensors
II
目录
摘要·······························································································································I Abstract ·························································································································II
1绪论 (1)
1.1研究背景及意义 (1)
1.2研究目标及实现功能 (2)
1.3研究方案 (3)
1.4我国报警器行业的发展 (4)
2单片机相关知识介绍 (6)
2.1单片机中断与复位 (6)
2.1.1单片机中断系统··························································································
2.1.2单片机复位电路··························································································
2.2AT89C51单片机对ADC0809的接口 (8)
2.3AT89C51的介绍·································································································
3 硬件部分的设计及调试 (9)
3.1硬件部分的设计 (9)
3.1.1系统的组成 (9)
3.1.2系统各模块功能 (9)
3.1.3系统的控制 (12)
3.1.4系统主要器件的介绍················································································
3.2硬件电路的调试 (12)
4 软件部分的设计及调试 (13)
4.1软件部分的设计 (13)
4.1.1主程序 (14)
4.1.2调零子程序 (15)
4.1.3显示子程序 (16)
4.1.4报警子程序 (17)
4.1.5中断取值子程序 (19)
4.2软件程序的调试 (22)
结论 (41)
致谢 (23)
参考文献 (24)
III
附录 (25)
科技文章摘译 (35)
IV
第1章绪论
1.1研究背景及意义
随着我国燃气的变革及西气东输工程的进行，煤气或天然气已成为多数家庭的燃料。每年因煤气泄漏造成的煤气中毒事故中，因使用热水器不当或产品本身的质量问题造成的一氧化碳中毒事故全国均有不少事例。更有甚者，因室内煤气浓度过高引起煤气爆炸的事故也不少见。所以，这样防止煤气中毒与爆炸已成为人们迫切需要。家用燃气报警器更是时下所需，因为它更简捷易用，方便居民生活。
而且，气体报警器的研发对于防止煤矿事故也是至关重要的，据权威部门统计，仅去年煤矿事故死亡人数就高达3786人，同时也造成了巨大的经济损失。我国特大煤矿事故也是非常严重的，例如2005年12月，河北唐山刘官屯煤矿发生特别重大瓦斯煤尘爆炸事故，造成108名矿工死亡，29人受伤，直接经济损失4800多万元。同年9月1日，黑龙江省双鸭山矿务局东保卫煤矿发生瓦斯爆炸事故，14人遇难。9月5日，山西省大同矿业集团公司永定庄煤矿发生特大瓦斯爆炸事故，死亡31人。9月27日，贵州省水城矿务局木冲沟煤矿发生特大恶性瓦斯爆炸事故，162人死亡。这是近40年来最严重的一次煤矿事故。11月5日，吉林省辽源矿务局西安矿矿办小井发生瓦斯爆炸事故，死亡31人，造成严重经济损失。11月25日，内蒙古自治区大雁煤业公司二矿采煤工作面发生特大瓦斯爆炸，目前已发现14人死亡，37人下落不明。
由此可见报警器无论是在人们的日常生活中，还是在煤矿等工业生产中都发挥着至关重要的作用，所以实时准确测量周围环境中的可燃性气体，有毒有害气体泄露，对保护人民的身体健康和财产安全有重要意义。在国民经济的许多领域中，如油田、矿山、化工等企业和家庭中有广泛的应用，也是环境保护的重要项目。如何开发出稳定可靠、高性能价格比的装置，成为急需解决的课题。
由于要求数字气体报警器具有体积小巧，监控精度高，能长时间稳定工作的特点。传统的纯硬件报警器已经不能满足这种要求了，可以用单片机设计。
单片机在工业控制和仪器仪表智能化的应用中扮演着极为重要的角色。
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其设计出的产品体积小、成本底、运用灵活、易于产品化、抗干扰能力强、适应范围广，在各种恶劣的环境下都能可靠工作。
1.2研究目标及实现功能
本文所设计的数字气体报警器采用单片机AT89C51，其价格便宜，易于产品化。本设计能将置于测试环境中的气体传感器输出的模拟电压通过A/D 转换器送入单片机AT89C51中进行处理并通过数码管显示，通过设置报警值，当检测到的浓度达到或者超过设定值时，用单片机控制发光二极管发光报警，同时打开喇叭发出声音报警，来达到报警的目的，并通过外接排风扇与电磁阀对其进行程控，以防事故的发生。而当系统出现故障时，黄色LED 亮启，便于用户及时对报警器进行维修。
系统以MQK气体传感器和AT89C51 单片机为核心, 设计气体泄漏报警器。实现：
1．准确测量周围环境中的可燃性气体、有毒有害气体的泄漏；
2．实现系统各个模块的功能控制；
3．实现单片机编程语言系统的控制及传感器电路的控制。
4．研究单片机各接口的作用及功能；
5．了解MQK气体传感器的具体功能；
6．实现对基本报警电路的控制。
1.3研究方案
设计是利用单片机控制技术，制作了程控一氧化碳报警器。该仪器对一氧化碳进行实时监控，当一氧化碳的浓度超过允许值时，单片机控制电路进行报警，并通过外接排风扇进行程控，以防事故发生。基于AT89C51性价比高的优势，主要运用了AT89C51单片机进行控制。而对与报警器而言至关重要的部分是传感器，由于GS系列气敏元件采用半导体敏感材料，其灵敏度、选择性、稳定性、抗干扰性、响应时间及寿命等主要性能，均达到国内先进水平.用该系列元件组装成易燃易爆和有毒气体泄漏报警器及检测装置，可广泛运用于矿山、油田、化工、国防、医药及家庭，所以在设计中采用的是GS 系列传感器。在模数转换这块，利用ADC0809实现模数转换，ADC0809是8位逐次渐进型的A/D转换器，它采用COMS工艺20个引脚双列直插式封装，它有三态琐存器，直接驱动数据总线，与微机相连时不需要附加接口电
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路。为了方便用户了解浓度信息，好提前准备，还采用了显示环节。显示器显示常用两种方法：静态显示和动态扫描显示。所谓静态显示，就是每一个显示器都要占用单独的具有锁存功能的I/O接口用于笔划段字形代码。这样单片机只要把要显示的字形代码发送到接口电路，就不用管它了，直到要显示新的数据时，再发送新的字形码，因此，使用这种方法单片机中CPU的开销小。可以提供单独锁存的I/O接口电路很多，这里运用了常用的74LS164 8位移位寄存器串并转换电路。
总的来说，设计主要利用了以上的检测模块，A/D转换模块，显示模块，事故处理模块，控制模块五大模块，组成了可燃气体探测报警器。
1.4我国报警器行业的发展
我国电子信息业在上世纪八十年代第一次腾飞后，随着国民经济信息化进程的加快，之后又进入持续快速发展的新时期。这个时期电子信息产业的主要特征表现为：一是正在从单一的制造业转变为物质生产与知识生产，装备制造与系统集成，硬件制造与软件制造，工业生产与信息服务相结合的现代信息产业；二是产业结构，产品结构，企业结构，运行机制，管理模式等方面发生了深刻变化；三是我国信息产业成为国民经济的支柱产业和先导产业，是新世纪的战略产业，为国民经济和社会信息化建设提供主要技术和物质支撑。
报警器技术及其产业的特点是：基础、应用两头依附；技术、投资两个密集；产品、产业两大分散。基础、应用两头依附，是指报警器技术的发展依附于敏感机理、敏感材料、工艺设备和计测技术这四块基石。敏感机理千差万别，敏感材料多种多样，工艺设备各不相同，计测技术大相径庭，没有上述四块基石的支撑，报警器技术难以为继。
应用依附是指报警器技术基本上属于应用技术，其市场开发多依赖于检测装置和自动控制系统的应用，才能真正体现出它的高附加效益并形成现实市场。也即发展报警器技术要以市场为导向，实行需求牵引。技术、投资两个密集技术密集是指报警器在研制和制造过程中技术的多样性、边缘性、综合性和技艺性。它是多种高技术的集合产物。由于技术密集也自然要求人才密集。投资密集是指研究开发和生产某一种报警器产品要求一定的投资强度，尤其是在工程化研究以及建立规模经济生产线时，更要求较大的投资。增加投资和正确的投资方向是提高报警器产业水平的主要条件之一，也是企事业决策者谋求最佳经济效益的重要手段。产品、产业两大分散，产品结构和产
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业结构的两大分散是指报警器产品门类品种繁多，生产、研究单位分布在除地方外有12个部委（电子、机械、科学院、航空航天、教委、冶金、船舶、铁道、轻工、化工、煤炭等），其应用渗透到各个产业部门，它的发展既是各产业发展的推动力。只有按照市场需求，不断调整产业结构和产品结构，才能实现报警器产业的全面、协调、持续发展。
在国家的支持下，“八五”以来，我国的报警器技术及其产业取得了长足进步。
在学术交流方面，1989年10月由敏感元器件与报警器分会发起主办的“STC〃89首届全国敏感元件与报警器学术会议”已延续至今，固定每两年召开一次，每逢活动不但国内学者、企业家云集且有不少其它国家的人士参加。目前，其论值组织机构为：“全国敏感元件与报警器学术团体联合组织委员会”。
在原电子工业部的努力及敏感元器件与报警器分会的积极组织下，实施的“双加工程”即：加快力度加快发展，的方针指导下，建立了我国敏感元器件与报警器生产基地。这三大基地分别为：“安徽基地”，主要是建立力、光敏规模经济。“陕西基地”，1990年2月成立了“陕西省敏感技术产业集团公司”主要是建立电压敏、热敏、汽车电子规模经济为主要目标。“黑龙江基地”主要建立气、湿敏规模经济为主要目标。多年来，三大基地在发展过程中虽然兴衰不一，历史地看，它对我国敏感元件与报警器行业的建设起到了一定的推动作用。“九五”期间报警器技术研究国家重点科技攻关项目取得了51个品种86个规格的新产品。初步建立了敏感元件与报警器产业。产品已进入到亿万人民的家庭生活中，并已在国民经济各部门和国防建设中得到一定应用。
近年来，在研发主力军的建设方面，主要表现在：建立了“传感技术国家重点实验室”、“微米/纳米国家重点实验室”、“国家传感技术工程中心”等研究开发基地。
全国已有1688家企事业从事报警器的研制、生产和应用，其中从事MEMS 研制生产的已有50多家。目前全行业正在执行“十五”规划，MEMS等5项新型报警器已列入研究开发的重点；国家计委决定从2002年开始组织实施的新型电子元器件产业化专项中有5项新型敏感元件与报警器已经启动；一些省、市新建立的“报警器产业基地”、“MEMS科技股份有限公司”，呈现出良好的发展态势。
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第2章单片机相关知识介绍
2.1单片机中断与复位
2.1.1单片机中断系统
1. 中断的概念
中断是通过硬件来改变CPU程序运行的方向。计算机在执行程序的过程中，由于CPU以外的某种原因，有必要尽快中止当前程序的执行，而去执行相应的处理程序，在处理结束后，再回来继续执行被中止了的源程序。这种程序在执行过程中由于外界的原因而被中间打断的情况称为“中断”。
2. 89C51 的中断系统
89C51的中断系统主要由几个与中断有关的特殊功能的寄存器，中断入口，顺序查询逻辑电路等组成。与中断有关的特殊功能寄存器有四个，分别为中断源寄存器（即专用寄存器TCON和SCON的相关位），中断允许控制寄存器IE和中断优先级控制寄存器IP。89C51单片机有5个中断源，可提供两个中断优先级，即可实现二级中断嵌套。5个中断源的排列顺序由中断优先级控制寄存器IP和顺序查询逻辑电路共同决定。5个中断源对应5个固定的中断入口地址。
(1) 中断请求源：
外部中断请求源：即外中断0和1，经由外部引脚引入的，在单片机上有两个引脚，名称为INT0、INT1，也就是P3.2、P3.3这两个引脚。在内部的TCON中有四位是与外中断有关的。
IT0：INT0触发方式控制位，可由软件进和置位和复位，IT0=0，INT0为低电平触发方式，IT0=1，INT0为负跳变触发方式。
IE0：INT0中断请求标志位。当有外部的中断请求时，这位就会置1（这由硬件来完成），在CPU响应中断后，由硬件将IE0清0。
IT1、IE1的用途和IT0、IE0相同。
(2)内部中断请求源：
TF0：定时器T0的溢出中断标记，当T0计数产生溢出时，由硬件置位TF0。当CPU响应中断后，再由硬件将TF0清0。
TF1：与TF0类似。
TI、RI：串行口发送、接收中断。
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(3) 中断允许寄存器IE
中断的允许或禁止是由片内可进行位寻址的8位中断允许寄存器IE来控制的。见表2-1
表2-1 8位中断允许寄存器
EA X X ES ET1 EX1 ET0 EX0 其中EA是总开关，如果它等于0，则所有中断都不允许。
ES－串行口中断允许
ET1－定时器1中断允许，EX1－外中断1中断允许。
ET0－定时器0中断允许，EX0－外中断0中断允许。
(4)五个中断源的自然优先级与中断服务入口地址
外中断0：0003H 定时器0：000BH
外中断1：0013H 定时器1：001BH
串口：0023H
它们的自然优先级由高到低排列。
中断优先级中由中断优先级寄存器IP来置值的，IP中某位设为1，相应的中断就是高优先级，否则就是低优先级。
X X X PS PT1 PX1 PT0 PX0 2.1.2单片机复位电路
复位是单片机的初始化操作,其主要功能是把PC初始化位0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。
除PC之外，复位操作还对其它一些专用寄存器有影响，他们的复位状态如下；
PC 0000H TCON 00H
ACC 00H TLO 00H
PSW 00H TH0 00H
SP 07H TL1 00H
DPTR 0000H TH1 00H
P0—P3 0FFH SCON 00H
IP xx000000B SBUF 不定
IE 0x000000B PCON 0xx0000B
TMOD 00H
复位操作还对单片机的个别引脚信号有影响，例如把ALE和PSEN信号
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变为无效状态，即ALE = 0，PSEN= 1。
本实验采用按键电平复位方式，晶振为12MHz，R1为200Ω，R2为2K，C为10uF。复位电路虽然简单,但其作用非常重要。一个单片机是否正常工作，首先要检查是否能复位成功。
2.2AT89C51单片机对ADC0809的接口
MCS-51与ADC接口时必须弄清并处理好三个问题:
1．要给START线送一个100ns宽的启动正脉冲;
2. 获取EOC线上的状态信息,因为它是A/D转换的结束标志;
3.要给“三态输出锁存器”分配一个端口地址，也就是给OE线上送一个地址译码器输出信号。
MCS-51和ADC接口通常可以采用查询和中断两种方式。采用查询法传送数据时MCS-51应对EOC线查询它的状态：若它为低电平，表示A/D转换正在进行，则MCS-51应当继续查询；若查询到EOC变为高电平，则给OE线送一个高电平，以便提取A/D转换后的数字量。采用中断方式传送数据时，EOC线作为CPU的中断请求输入线。CPU响应中断后，应字中断服务程序中使OE线变为高电平，以提取A/D转换后的数字量。
MCS-51对ADC0809的接口
ADC0809内部有一个8位“三态输出锁存器”可以锁存A/D转换后的数字量，故它本身既可看作一种输入设备，也可认为是并行I/O接口芯片。因此，ADC0809可以直接和MCS-51接口，当然也可通过像8255这样的其他芯片连接。但在大多数情况下，51系列单片机是和ADC0809直接相连的
2.3AT89C51的介绍
是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，内置功能强大的微型计算机的AT89C51提供了高性价比的解决方案。
AT89C51是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，AT89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。
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其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash 存储器可有效地降低开发成本。
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第3章 硬件部分的设计及调试
3.1 硬件部分的设计 3.1.1 系统的组成
整个报警器由三个部分组成：浓度检测及显示模块。主控模块和报警及事故处理模块。系统的组成框图如图3-4所示。
图3-4 系统组成框图
3.1.2 系统各模块功能
1.气体浓度检测模块
系统采用三点单独检测的方法,可用来巡回检测三个不同的房间;也可用来巡回检测同一个房间的不同方位.检测器件选用高温一氧化碳气体传感器(GS-A1),该传感器对一氧化碳具有很高的灵敏度,稳定性和抗湿性良好,加活性碳罩后,可防止乙醇等有机气体的干扰.检测结果经高精度运放器OP07放大后,送入ADC0809模P 数转换芯片进行模)数转换,单个传感器检测电路图如图5。
2.模数转换模块
在本设计中，另一重要模块就是A/D 模数转换模块。因为模拟信号不能直接送往单片机进行处理，必须进行A/D 转换。模数转换的过程有四个阶段，即：采样，保持，量化和编码。
本设计利用ADC0809实现模数转换。ADC0809是8位逐次渐进型的A/D 转换器，它采用COMS 工艺20个引脚双列直插式封装，它有三态琐存器，直接驱动数据总线，与微机相连时不需要附加接口电路。
工作状态设置
气体浓度检
AT89C51
浓度显示
报警控制
故障处理
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ADC0809的主要性能如下： 1．分辨率为8位。 2．最大转换误差为1LSB 。 3．转换时间为100uS 。
4．逻辑点平与COMS 和TTL 相兼容。 5．+5V 单电源供电。
6．可对0到+5V 的输入模拟信号进行转换。
图3-5 A/D 转换模块引脚图
程序中预采用模数转换电路由ADC0809芯片组成,三路检测结果从IN0、IN1、IN2输入,转换顺序由ADDA 、ADDB 、ADDC 控制,转换结果送单片机P0口供单片机进行数据处理。
3.显示电路
由P0口输入的数据,在单片机内部进行标度变换后,从单片机的串行口输出进行显示.系统的工作状态和气体浓度,采用LED 数码管显示,每30秒刷新一次.为了不再扩展IPO 口,系统采用串行口的移位功能扩展为4位静态显示电路.第一位为系统工作状态显示,后三位为一氧化碳气体浓度显示.当第一位为“00”时,表示系统工作在三点巡回检测同一个房间状态;为“8”时表示系统工作在三点巡回检测同一个房间正常工作状态;为“1”、“2”、“3”时表示系统工作在单独检测状态,此时后三位显示的数据分别为第1号、第2号、第3号传感器所检测到的一氧化碳气体浓度。浓度显示单位为5ppm.74LS164为串行输入,并行输出寄存器,当P2.0=1且AT89C51的TXD 端有输出时,74LS164接收串行数据,更新显示;当P2.0=0时,显示的内容不变。
4.
主控模块
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系统采用单片机进行控制,选用AT89C51单片机.该单片机为ATMEL 公司的产品,其指令系统完全与8031/8051兼容,内带4K 字节的内存和程序保护系统,便于程序的调试修改和保密,各管脚的功能如下:
1)ALE 端的功能:ALE 端与ADC0809的CLOCK 相连,为ADC0809输入时钟脉冲.
2)P0口的功能:P0口与ADC0809的数据输出口相连,接收APD 转换结果. 3)P1口的功能:P1.0端接工作状态控制开关,开关闭合时,系统进入正常工作状态;P1.1端外接的开关为三点巡回测量同一个房间控制开关,当开关闭合时有效;P1.2~P1.4端接ADC0809的ADDA 、ADDB 、ADDC 三端,控制ADC0809的八路模拟输入转换.
4)P2口的功能:P2.1端与WR 端通过外接的与门求反后与ADC0809的START 和ALE 相连,用以启动APD 转换,且将8路地址锁存;P2.1端与RD 端通过外接的与门求反后与ADC0809的OE 端相连,用以允许将APD 转换结果输出,让单片机读取转换结果;P2.2端用作系统音乐报警信号控制端,高电平有效;P2.3端用作排风扇启动信号控制端,高电平有效;P2.4端用作电磁阀启动信号控制端,高电平有效.
5)P3口的功能:P3.0、P3.1端和P2.0端用于控制系统的显示输出. 5.报警与事故处理模块
当气体浓度超过允许值时,该模块动作,发出警报信号并根据不同情况进行事故处理.P2.2端为音乐控制端,P2.3端为电磁阀启动控制端,P2.4为排风扇控制端,均为高电平有效.为防止市电对系统的干扰,P2.3和P2.4端都经过光电耦合管对电磁阀和排风扇进行控制.
系统各模块之间的接线图如图6所示
.
图5 单个传感器电路图
3.1.3系统的控制
1．系统要求设置正常工作状态,除正常工作状态外，电磁阀要求处于关闭状态,以切断煤气通道,防止煤气外泄。
2．在非正常工作状态下，当室内一氧化碳的浓度达到100ppm时系统应启动音乐报警，若2min报警无效，系统应启动排风扇进行通风排气。
3．系统进入正常工作状态后，先启动排风扇进行通风,然后启动电磁阀供给煤气。
4．系统进入正常工作状态，自45min后，每隔10min音乐响起一次，用来提醒用户在工作完毕后,停止供气。
5．在正常工作状态下，当系统检测到一氧化碳的浓度达到300ppm时，应关闭电磁阀，切断煤气通道以防止意外事故的发生。
3.1.4系统主要器件的介绍
3.1.
4.1 GS传感器介绍
设计中所用到的气体传感器是GS系列传感器，下面具体介绍一下GS 系列气体传感器：
GS系列气敏元件采用半导体敏感材料，工艺独特为国内首创，其灵敏度、选择性、稳定性、抗干扰性、响应时间及寿命等主要性能，均达到国内先进水平.用该系列元件组装成易燃易爆和有毒气体泄漏报警器及检测装置，可广泛运用于矿山、油田、化工、国防、医药及家庭.GS系列传感器主要有以下特点：
（1）灵敏度高、功耗低，输出信号强.
（2）选择性好、对被检测的气体非常敏感，而对干扰气体则灵敏度很低（3）稳定性、可靠性强
（4）具有抗高温、抗高湿性能
（5）元件不含任何贵金属催化剂，具有抗中毒及抗饱和性能.
但由于气体传感器是使用半导体材料来制作，不可避免的是有温度漂移问题，如何处理好气体传感器温度补偿问题是报警器设计的关键（图3-1、图3-2）.以前的一般做法是把报警器的报警阀值电压作补偿，这样的电路会简单一些，但温度补偿的效果不太理想，主要是在低温环境里，气体传感器的表面温度降低导致气体传感器的性能变差，解决的方法是在低温环境里提高气体传感器的加热功率，使气体传感器的表面温度维持相对恒定，达到使
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气体传感器稳定工作的目的。
图3-1 传感器输出特性曲线图
图3-2 传感器加温度补偿所需的加热电压曲线
气体传感器加热电源的原理见图 3-3，利用 PIC 单片机的脉冲宽度调制输出功能（简称 PWM ）， 及 A/D 转换输入功能实现电源电压的稳定和自我调整。
如图所示，是降压式开关电源（Buck 式）的基本电路。其中，Vin 为输入电压，V out 为输出电压，Q1、Q2 为开关三极管，R1、R2、R3 为电阻，L 为电感，D 为肖特基二极管；C 为电容，MQK 为气体传感器，通常有：
LC
T T T onff on π2≤+=，
N T T V V LC V T T T V T T L
R off
on in out out on on p on x ==-=-≤
;2)(,2；
。 其中，N 为脉宽占空比，Ton 为开关三极管导通时间，Toff 为开关三极
管关闭时间，Rx 为开关电源的负载电阻，Vp 为输出纹波电压.实际使用开
关速度为20KHz，输出的电压为 2.25±0.01V，输出电流为120mA，Vp≤0.1V.
该电路的工作原理是：预先设定目标工作电压值，输出AT89C51 单片机的PWM，启动开关电源工作，通过A/D 转换电路将电源电压值读入单片机，如果电压值偏离给定值，则调整PWM 输出，这样形成一个电压调整的闭合环路，直到电压值维持恒定，而环境温度将决定电压给定值的大小，达到随外界温度的改变而改变加热功率的目的，以补偿气体传感器的温度变化，同时使用开关电源减少了线性稳压电源的压降损耗.该开关电源电路的电压
稳定精度取决于单片机A/D 和PWM 的精度，该AT89C51 单片机基本能够满足气体泄漏报警器的性能需求。
图3-3 传感器加热电源原理图
3.1.
4.2 74LS164移位寄存器介绍
74LS164 8 位移位寄存器（串行输入，并行输出）简要说明164 为8 位移位寄存器,其主要电特性的典型值如下：
当清除端（CLEAR）为低电平时，输出端（QA－QH）均为低电平。串行数据输入端（A，B）可控制数据。当A、B 任意一个为低电平，则禁止新数据输入，在时钟端（CLOCK）脉冲上升沿作用下Q0 为低电平。当A、B 有一个为高电平，则另一个就允许输入数据，并在CLOCK 上升沿作用下决定Q0 的状态。引出端符号CLOCK 时钟输入端CLEAR 同步清除输入端（低电平有效）A，B 串行数据输入端QA－QH 输出端
逻辑及封装图
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双列直插封装
极限值电源电压…7V
输入电压… 5.5V
工作环境温度54164… -0～70℃
储存温度… -65℃～150℃
真值表
H－高电平L－低电平X－任意电平↑－低到高电平跳变QA0,QB0,QH0 －规定的稳态条件建立前的电平QAn,QGn －时钟最近的↑前的电平
时序图
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下面再介绍一下74LS164驱动数码管：
在单片机应用系统中，显示器显示常用两种方法：静态显示和动态扫描显示。所谓静态显示，就是每一个显示器都要占用单独的具有锁存功能的I/O 接口用于笔划段字形代码。这样单片机只要把要显示的字形代码发送到接口电路，就不用管它了，直到要显示新的数据时，再发送新的字形码，因此，使用这种方法单片机中CPU的开销小。可以提供单独锁存的I/O接口电路很多，这里以常用的串并转换电路74LS164为例，介绍一种常用静态显示电路，以使大家对静态显示有一定的了解。
MCS-51单片机串行口方式0为移位寄存器方式，外接6片74LS164作为6位LED显示器的静态显示接口，把8031的RXD作为数据输出线，TXD 作为移位时钟脉冲。74LS164为TTL单向8位移位寄存器，可实现串行输入，并行输出。其中A、B（第1、2脚）为串行数据输入端，2个引脚按逻辑与运算规律输入信号，共一个输入信号时可并接。T（第8脚）为时钟输入端，可连接到串行口的TXD端。每一个时钟信号的上升沿加到T端时，移位寄存器移一位，8个时钟脉冲过后，8位二进制数全部移入74LS164中。R（第9脚）为复位端，当R=0时，移位寄存器各位复0，只有当R=1时，时钟脉冲才起作用。Q1…Q8（第3-6和10-13引脚）并行输出端分别接LED显示器的hg···a各段对应的引脚上。在给出了8个脉冲后，最先进入74LS164的第一个数据到达了最高位，然后再来一个脉冲会有什么发生呢？再来一个脉
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可燃气体报警器的设计与制作 林瑜静于思佳朱鑫垚 （大庆师范学院机电工程学院一四级自动化一班） 摘要：设计了一种可燃气体报警器，介绍了报警器的工作原理及其软、硬件的设计。该 报警器以性能、参数稳定的气体传感器为探测器，采用 89C51 单片机进行控制，能根据可 燃气体检测浓度进行声光报警，并控制相应设备进行工作，实现安全保护。 关键词： 51 单片机；气体检测传感器；探测报警器； 该报警器具有下述功能： (1)当被检测区域的可燃浓度达到报警设定值时报警器应能发出声、光报警信号。 (2)报警器在传感元件断路或短路时应发出报警信号，有明显区别的声、光故障信号。 (3)报警器应对声、光报警装置设置手动自检功能。 (4)对于有输出控制功能的报警器，当报警器发出报警信号时，应能启动输出控制功能。 (5)报警器的供电电压必须非常稳定，否则，将会影响报警的正常工作。 1 硬件设计 1.1 系统的结构分析 该系统组成如图1所示。它由传感器检测电路、A/D转换部分、单片机、数码管显示部分和声光报警部分等组成[1]。检测电路把泄漏气体浓度的变化转变成电信号，根据气体浓度和电压信号之间的对应关系，再对该模拟信号进行分析处理，并通过A／D转换变为数字信号输入单片机，最后由单片机驱动LED数码管显示和信号显示灯及蜂鸣器完成报警过程。当泄漏气体的浓度达到一定值时，可以启动通风换气设备进行排气，同时通过电磁阀将气体管道关闭，并可以通过RS-485总线与上位机进行通信(将实时数据发送给上位机用户)。当泄漏气体的浓度降低到安全点后，关闭通风换气设备，停止报警，将气体管道打开，达到安全保护的目的。 图1 报警器系统框图 1.2 可燃气体检测电路 1.2.1 气敏传感器(探头) 选用的气敏传感器型号为MC-112，它是一种催化燃烧式传感器。这种传感器主要用于检测可燃性气体，它是由4只感应电阻构成惠斯登检测桥路。当含有可燃性的混合气体扩散到检测元件上时，在气敏元件表面有一层催化剂，催化剂迅速与可燃性气体进行无焰燃烧，并产生热量。温度使感应电阻阻值发生变化，打破电桥平衡，产生微小的电压差信号，此信号与可燃气体浓度是成正比的，从而达到检测可燃气体浓度的目的。 1.2.2 气体检测电路的设计
深圳特安可燃气体报警器 技术手册 Last updated on the afternoon of January 3, 2021
第7章深圳特安可燃气体报警器 深圳特安可燃气体报警器包括探测器和控制器两部分，本公司推荐使用的为探测器部分，控制器部分则为可选项，有特殊要求的用户可以选择。我们推荐使用的两种探测器型号为JB-QT-TON90A和ES2000T两种。 一．摘要 JB-QT-TON90A可燃气体探测器产品特点 测量精度高：传感器采用进口气体敏感元件，具有精度高、选择好等特点。 总线制连接：总线传输（四总线）方便接线，降低用户安装成本。 数字信号总线输出：数字信号总线传输提高系统的抗干扰能力。 隔爆型防爆：可用于工厂条件的1、2区危险场所。 电源：工业标准DC24V供电。 安装方便：传感器探头结构采用外部插拔式，若现场更换探头，只需旋开防护罩，即可进行更 换；内部机芯设计采用组件形式，组件之间采用插接式连接，现场维修只需更换组件即可完成。 ES2000T可燃气体探测器产品特点 测量精度高：传感器采用进口气体敏感元件，具有精度高、选择好等特点。 多种线制连接：ES2000T（两三线制）气体变送器是工业用可燃/有毒气体安全检测仪器。 多种信号：可输出4～20mA标准电流信号，便与DCS、PLC等工业自动化系统连接。
隔爆型防爆：可用于工厂条件的1、2区危险场所。 安装方便：专业设计的安装支架，仪器现场安装方便、快捷。 维修方便：传感探头结构采用外部插拔式，若现场更换探头，只需旋开防护罩，即可进行更换；内部机芯设计采用组件形式，组件之间采用插接式联接，现场维修只需更换组件即可完成。 二．技术规格 JB-QT-TON90A可燃气体探测器技术指标 检测原理：催化燃烧式; 检测气体：天然气、液化石油气、煤气、烷类、醇、酮、苯、汽油等ⅡC级T6组可燃气体； 测量范围：0～100%LEL； 精度：±5%FS； 信号输出：标准4～20mA电流输出； 防爆方式：隔爆型； 防爆标志：ExdⅡCT6； 防爆连接螺纹:G3/4管螺纹； 工作电压：AC220V/50Hz； 最大功耗：小于等于路 温度范围：-40℃～+70℃ 相对湿度：20%～95%RH ES2000T可燃气体探测器技术指标 检测原理：催化燃烧式，电化学式 检测气体：C2H2，H2S，CO，CO2，CL2，NH3等可燃气体； 测量范围：0～100%LEL，0～1000ppm； 报警设定：低限25%LEL（可在2%至25%之间任意设定），高限50%LEL； 精度：±3%FS；
家用燃气报警器使用说 明书 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
家用燃气泄露报警报警器 安装使用说明书 安装,使用产品前,请仔细阅读使用说明书,请妥善保管好本说明书,以便日后能随时查阅, 产品概述 本产品采用高品质气体传感器，进口PIC芯片控制，安装简单接线方便，广泛用于家庭、宾馆、公寓、商场等存在可燃气体的场所进行了安全监控，可以测试天然气，液化石油气，城市管道煤气。 一、安装说明 1.1、报警器安装位置：距离气源半径米范围内，通风良好处： （A）液化气比空气重，安装在距地面约0。3米处 （B）天然气、城市煤气、一氧化碳等比空气轻、安装在距天花板0。3米处， 1.2、禁止安装位置：墙角、柜内等空气不易流通的位置；易被油烟等直接熏到的位 置。 1.3、禁止安装时间： （A）房屋未粉刷装修完， （B）刚装修完，房屋通风不足5天 （C）在房屋内打造木制家具、或者购置新木制家具，其通风不足3天的 （D）使用喷雾的灭虫剂（蚊、蟑螂。。。）空气清闲剂、发胶、胶水。。。的时间通风不足4小时的 以上时间禁止安装报警器，若忆安装的，请为报警器断电，并用塑胶袋之类的东西将报警器保护起来，足通风时间后，才开户报警器。以免损坏报警器的传感器，造
成误报（没有气体泄漏而报警），或者出现黄灯闪烁，蜂鸣器滴叫故障，以至报警器报废。 因违规以上条造成的报警器损坏，则由使用者和安装者自行负责。 二、应用 、电源灯：绿灯，工作状态常亮，报警时熄灭 、报警灯：红灯，报警器亮起，停止报警时熄灭。 、故障灯、关阀灯：黄灯，故障状态时亮起，没有黄灯的，出现故障时则红绿灯交替闪烁。 接通电源，绿灯闪烁2-5分钟后，报警器进入正常工作状态，当所检测的气体达到报警点时，红灯常亮5分钟后报警器开始报警，绿灯熄灭，报警为常亮，蜂鸣器 发出“嘀、嘀、嘀....”的报警声，当检测的气体的浓度下降到报警点以下时，报 警器测停止报警。 按动测试健可模拟报警，报警灯亮起，同时蜂鸣器发出“嘀、嘀、嘀....”的报警声，若增加联排气扇功能，当报警器报警时，会启动排气扇，自动排除有毒气体， 若加联机械手功能，当报警器报警时，已联接的机械手会自动关闭管道煤气阀，从而切断有毒气源。 增加了联网功能的，当报警器报警时，管理中心或控制中心同时收到常开常闭（NO、NC）信号。对于增加了无线功能的，则报警主机将收到无线信号。三、报警时处理办法 请立即打开门窗，关闭危害气源，不得开户或关闭任何电器开关。 立即向煤气管理部门报告，由专业人员进行检查处理。 经专业人员处理后，应对报警器做通风处理。
可燃气体探测器 可燃气体探测器 可燃气体探测器是对单一或多种可燃气体浓度响应的探测器。可燃气体探测器有催化型、红外光学型两种类型。催化型可燃气体探测器是利用难熔金属铂丝加热后的电阻变化来测定可燃气体浓度。当可燃气体进入探测器时，在铂丝表面引起氧化反应（无焰燃烧），其产生的热量使铂丝的温度升高，而铂丝的电阻率便发生变化。红外光学型是利用红外传感器通过红外线光源的吸收原理来检测现场环境的碳氢类可燃气体！ 产品简介 可燃气体探测器 可燃气体探测器是一种工业用的高性能宽波段燃气检漏仪，有6个漏气量目测灯，显示灯随漏气量增大而按顺序点亮。可用于检测烃（甲烷、天然气、煤气、乙烷、丙烷、苯、乙炔、丁烷、正丁烷、异丁烷、戊烷、已烷、汽油，甲苯等），卤代烃（氯代甲烷、亚甲基氯、三氯乙烷、氯乙烯），醇类（甲醇、乙醇、丙醇），醚（甲醚），酮（丁酮、丙酮），乙酸甲酯和其它化合物（氢气、二氧化硫、氨、硫化氢，工业溶剂，干清洗液等）。 功能特点 1.宽范围易燃气体检测，仪器对雾状和气状的易燃化合物微小量有极高的灵敏度，能检查漏源以确保可能危险的地方安全。 2.自动预热 3.可视泄露量目测灯 4.无绳操作 5.充电电池供电 6.包括手提箱，充电器等 7.可调灵敏度 8.长、柔性探头 探测范围及灵敏度 可检物质
可燃气体探测器施工接线说明 控制器采用三芯屏蔽线与探测器连接（注：单芯线径不低于0.75mm国标线），将屏蔽层与控制器机壳相连并可靠接地。当采用RVV线缆时，应穿金属管并将金属管与机壳相连后可靠接地。参照控制器与探测器接线图，将控制器与探测器的对应端子相连接。 可燃气体探测器施工接线说明 烷烃类可燃气体探测器 结实耐用，操作简便的智能型可燃气体探测器，被设计用以检测可燃性烷烃类气体浓度在爆炸下限0~100%的变化。这种探测器使用一种获得专利的“小型即插型可更换”红外线光学传感器。红外线传感器的特点是长时间的工作稳定性及最少的阶段性维护。红外线气体传感器在某些测量环境下是对于传统的催化燃烧式传感器的一种极佳的替代产品。 红外线可燃气体探测器在以下应用环境下是理想的选择： ● 频繁的催化毒气曝露 ● 频繁的高可燃性气体排放 ● 缺氧环境 ● 探测不易实现的环境
可燃气体探测器原理 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
目前，可燃气体探测器常用的传感器有：催化燃烧传感器、半导体传感器；有毒气体检测仪常用的传感器有：电化学传感器、红外传感器和PID光离子传感器。下面就为大家一一介绍着几种传感器各自的工作原理和优缺点 催化燃烧传感器 催化燃烧式传感器是可燃气体探测器常用的传感器类型，它的工作原理是基于一个惠斯通电桥的结构。在它的测量桥上涂有催化物质，它在整个的测量过程中是不被消耗的。即使在空气中气体和蒸气浓度远远低于LEL（爆炸浓度下限）时，它们也会在这个桥上发生催化燃烧反应。测量时，要在参比和测量电桥上施加电压使之加热从而发生催化反应，这个温度大约是500℃或者更高。正常情况下，电桥是平衡的，V1 = V2，输出为零。如果有可燃气体存在，它的氧化过程（无焰燃烧）会使测量桥被加热，温度增加，而此时参比桥温度不变。电路会测出它们之间的电阻变化，V2 > V1，输出的电压同待测气体的浓度成正比。 催化燃烧式传感器的优点： 寿命较长（一般3年）、线性度好、温度范围宽、适用于LEL（可燃气体爆炸浓度下限）之下的检测。 催化燃烧式传感器的缺点： 需有氧检测、受环境的影响较大（中毒或抑制），需定期校正。 半导体传感器 半导体传感器也是可燃气体探测器和有毒气体检测仪常用的传感器。它的全称是“金属氧化物半导体传感器（MOS）”，它既可以用于检测PPM级的有毒气体也可以用于检测百分比浓度的易燃易爆气体。MOS传感器由一个金属半导体（比如SnO2)构成，在清洁空气中，它的电导很低，而遇到还原性气体，比如一氧化碳或可燃性气体，传感元件的电导会增加，从而引起电流变化触发报警电路。通过控制传感元件的温度，可以对不同的物质有一定的选择性。 半导体传感器的优点： 价格便宜、灵敏度高、能检测到ppm。 半导体传感器的缺点： 线性度差，只能作为定性的检测；受温湿度影响较大。
管理制度编号：LX-FS-A49741 可燃气体和有毒气体检测报警器安全管理规定标准范本 In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall Behavior Can Reach The Specified Standards 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
可燃气体和有毒气体检测报警器安全管理规定标准范本 使用说明：本管理制度资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 第一条应用可燃气体和有毒气体检测报警器（以下简称报警器）监视生产现场可燃气体和有毒气体泄漏和积聚状况，是预防爆炸和中毒事故的重要手段，为了加强对报警器的管理工作，特制定本规定。 第二条报警器的安装率、使用率、完好率应达到100％。 第三条选择报警器应满足以下条件： 1.功能、结构、性能和质量符合国家法定要求； 2.取得国家法定计量单位颁发的计量器具生产许可证；
.1 为保障石油化工企业的生产安全和/或人身安全,检测泄漏的可燃气体或有毒气体的浓度并及时报警以预防火灾与爆炸和/或人身事故的发生,特制定本规范. 1.0.2 本规范适用于石油化工企业泄漏的可燃气体和有毒气体的检测报警设计. 1.0.3 执行本规范时,尚应符合现行有关强制性标准规范的规定. 2 术语,符号 2.1 术语 2.1.1 可燃气体combustible gas 本规范中的可燃气体系指气体的爆炸下限浓度(V%)为10%以下或爆炸上限与下限之差大于20%的甲类气体或液化烃,甲B,乙A类可燃液体气化后形成的可燃气体或其中含有少量有毒气体. 2.1.2 有毒气体toxic gas 本规范中的有毒气体系指硫化氢,氰化氢,氯气,一氧化碳,丙烯腈,环氧乙烷,氯乙烯. 2.1.3 最高容许浓度allowable maximum concentration 系指车间空气中有害物质的最高容许浓度,即工人工作地点空气中有害物质所不应超过的数值.此数值亦称上限量. 2.2 符号 2.2.1 LEL可燃气体爆炸下限浓度(V%)值. 2.2.2 TLV车间空气中有害物质的最高允许浓度值. 3 一般规定 3.0.1 生产或使用可燃气体的工艺装置和储运设施(包括甲类气体和液化烃,甲B类液体的储罐区,装卸设施,灌装站等,下同)的2区内及附加2区内,应按本规范设置可燃气体检测报警仪. 生产或使用有毒气体的工艺装置和储运设施的区域内,应按本规范设置有毒气体检测报警仪. 1 可燃气体或其中含有毒气体,一旦泄漏,可燃气体可能达到25%LEL,但有毒气体不能达到最高容许浓度时,应设置 可燃气体检测报警仪; 2 有毒气体或其中含有可燃气体,一旦泄漏,有毒气体可能达到最高容许浓度,但可燃气体不能达到25%LEL时,应设置有毒气体检测报警仪; 3 既属可燃气体又属有毒气体,只设有毒气体检测报警仪; 4 可燃气体与有毒气体同时存在的场所,应同时设置可燃气体和有毒气体检测报警仪. 注:2区及附加2区的划分见《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058. 3.0.2 可燃气体和有毒气体检测报警,应为一级报警或二级报警.常规的检测报警,宜为一级报警.当工艺需要采取联锁保护系统时,应采用一级报警和二级报警.在二级报警
摘要 随着可燃气体作为一种新型能源的应用，给人民群众的日常生活带来极大的方便．同时也带来新的隐患。一但可燃气泄露，极易发生火灾乃至爆炸，对人民的生命财产造成极大伤害, 我们需对各种可燃性气体在家庭中存在的情况进行有效的监控。 本文介绍了一种单片机控制的可燃气体报警器的电路, 在整个设计过程，分别从硬件和软件两个方面描述，即从硬件电路的设计方法到实现所要求功能的软件技术。该报警系统是以AT89S51单片机为控制器，先由气敏传感器QM-N5采集室内空气，再通过ADC0804进行摸—数转化，所得到的数据于原设定好的数据进行比较分析，最后得出天然气或液化气的浓度是否超标，如不超标则继续采集下一组气体样本，如超标根据超标量进行高低不同的分级报警, 并控制相应设备进行工作, 以达到安全保护的作用。 关键词：天然气、单片机、气敏传感器、驱动控制、分级报警
Abstract With the combustible gas as new energy applications, which bring great convenience to the daily lives of the people, but also bring some new dangers. Once the gas leak, which is so easy to cause fire ,and even the explosion，the lives and property of the people can be great harmed, We need to conduct effective monitoring to all kinds of combustible gases that exist in the family . In this paper, we design a control of combustible gas alarm circuit, throughout the design process with single-chip, during the whole designed process, include both hardware and software description. That is, from the hardware circuit design method to achieve the required function of software technology. The alarm system is based on single-chip controller AT89S51, Gas sensors by the QM-N5 collection of indoor air, ADC0804 conducted Analog and digital conversion, These data will compare with that set in the original analysis of good data, then Judge the conclusion whether the concentration of natural gas or liquefied petroleum gas is excessive, If not, it will continue to collect gas samples of the next group, Otherwise, the system will Generate alarm in accordance with the classification of different alarm levels, And control the work of the corresponding equipments, In order to achieve the role of security protection. Key words: Natural gas, Single-chip, Gas sensors, Driver control, Alarm classification
新疆奎山宝塔石化有限公司800万吨/年重油制烯烃芳烃项目 消防工程 可燃气体探测报警系统 施工方案 编制： 审核： 批准： 北京友安盛防火技术有限公司新疆分公司 二0一二年十二月十三日
1. 工程概况 本工程名称为新疆奎山宝塔石化有限公司800万吨/年重油制烯烃芳烃项目消防工程。工程地点为奎屯-独山子经济技术开发区。 工程内容： 原料油灌区5万立方米储罐、3万立方米储罐、装车卸车台、消防泵房内的仪表、可燃气体探测报警系统以及感温电缆报警系统。 2. 编制依据 《石油化工企业设计防火规范》GB50160-92 《自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093-2002 《电气装置安装工程盘柜及二次回路结线施工及验收规范》GB50171-92 《电器装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168-2006 《电器装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-2006 《石油化工仪表安装设计规范》SH /T3 104-2000 《火灾自动报警系统施工及验收规范》GB50166-98 《电气施工一般验收规范》SJ2866-88 《线型感温火灾探测器》GB16280-2005 3. 施工工序 3.1、施工准备工作 3.1.1、施工前要求现场管理人员必须彻底的熟悉本工程的合同、技术附件及施工图纸等文件，认真领会设计意图，并结合现场的实际情况，做好图纸会审工作。 3.1.2、施工前要求作好现场的实地踏勘，熟悉现场的施工环境，制定现场管理及施工等方面的人力资源配置计划，同时协调甲方作好开工前的“三通”工作。施工人员施工前要作好施工前的安全及技术交底工作，并根据本工程的特点对施工人员进行相关的培训工作，确保本项目施工关键作业点的受控。 3.2、施工方法及工艺要求 3.2.1、可燃气体探测 3.2.1．1、可燃气体探测器选点应选择阀门、管道接口、出气口或易泄漏处附近方圆1米的范围内，尽可能靠近，但不要影响其它设备操作，同时尽量避免高温、高湿环境。 3.2.1.2、可燃气体探测器安装方式可采用墙壁安装或抱管安装，应确保安装牢固可靠，同时应考虑便于维护、标定。 3.2.1.3、可燃气体探测器安装高度：检测液化石油气等比重大于空气的气体时，采用
可燃气体测量仪检修规程 1. 结构与原理 1.1 结构 报警仪整体结构主要包括：传感器、防尘外筒、传感器固定块、报警仪主腔、显示模块。 报警仪硬质壳体由铝材制成，带有一个G1/2’’的电缆引入装置。报警仪壳体的两端均可以进线，如果只需要一端进线，另一接入端可用于安装SG- 100外置型防爆声光报警器。 报警仪的显示模块通过4位高亮LED显示气体浓度、报警/故障状态信息。1.2 工作原理 可燃气体报警是对单一或多种可燃气体浓度响应的探测器。可燃气体探测器有催化型、红外光学型两种类型。 催化型可燃气体探测器是利用难熔金属铂丝加热后的电阻变化来测定可燃气体浓度 。当可燃气体进入探测器时，在铂丝表面引起氧化反应（无焰燃烧），其产生的热量使铂丝的温度升高，而铂丝的电阻率便发生变化。 红外光学型是利用红外传感器通过红外线光源的吸收原理来检测现场环境的碳氢类可燃气体！ 2. 主要技术指标
2.1 工作条件 电源电压：（10-30）V DC 功耗：小于3.5W 显示方式： 4段高亮LED指示 环境温度：（-40-70）摄氏度 环境湿度：（10%-95%）RH 压力范围：（0-100%）KPa 2.2技术指标 检测范围：（0-100）LEL 显示分辨率：1%LEL 响应时间：≤30S 检测误差：≤±5%F.S. 零点漂移：＜±2%F.S./year 防爆等级：隔爆Exd IIC T6 防护等级： IP65 2.3输出方式 模拟量输出：1路（4-20）mA标准电流信号 继电器输出：2路（触电容量：30V DC/1A、220V AC\1A）2.4其他 传输距离：最远距离超过1000M 操作方式：红外触摸按键 3. 检查与校验 3.1仪器标定
可燃气体及毒性气体报警器的原理及校准石油、化工、煤炭等许多工业部门在加工、生产、运输、储存等各个环节都经常有可能泄漏出各种易燃易爆有毒的气体或液体，如：烷类、稀类、苯类、醇类以及汽油、氢气、一氧化碳、硫化氢、乙炔等，这些物质从设备中泄露出来与周围空气混合后就形成了具有爆炸危险的混合物，在其周围空间形成具有不同程度的爆炸及毒性的危险场所，在爆炸危险场所内，一旦存在火源或者热源并且此时可燃气体的浓度又恰恰处于爆炸浓度范围，就要引起爆炸火灾事故，使人民的生命和国家财产遭到不可估量的损失，所以，不按照程序办事，不了解这些有毒有害气体的特性，不采取现代化的仪器仪表进行检测报警，是绝对不能保证安全生产的，这方面的惨痛教训屡见不鲜。 先谈谈毒性报警器，它的测量原理是电化学原理，通常在空气中含有微量的毒性气体时，就完全具有让人中毒的康可能性，以硫化氢为例，人若处于100PPM浓度的环境时，就会出现明显的中毒症状。我厂现使用的硫化氢报警器是英国科尔康公司产品，它的量程是0～50PPM，一级报警为5PPM，二级报警为10PPM，三级报警为30PPM，仪表在校验时，应用的时标准气体，硫化氢为针剂，将此针剂击碎在标准罐中时，此时罐中的浓度为50PPM，将探头至于此标气环境中，观察仪表指示值，看是否达到仪表刻度，如若达不到，则调整仪表量程电位器，使仪表刻度达到该指示的刻度，此时仪表量程校验完毕，仪表0点的校验与可然性气体报警器一致，后面一并介绍。 下面在谈谈可燃性气体报警器。其检测器是由铂丝加化学催化剂制成，由两个球状微孔体组成惠斯登电桥两臂，分别为检测元件S及补偿元件P，由两个精密电阻组成电桥·的外加两个臂，其中补偿元件由金属密封，对可燃气不敏感；检测元件由带孔的金属罩保护，对可燃气敏感。电桥由高精度衡流电源供电。 当空气与可燃性气体混合并接触元件S时，受铂丝与化学催化剂的双重活性作用，加速并增强燃烧过程，在球状微孔体中产生元焰燃烧，从而发出必要的燃烧热，此热量足以使铂丝的电阻值急剧升高，使电桥失去平衡，在N、O两端产生不平衡电压，即为输出信号。 下面在谈谈爆炸的概要，首先，可燃性气体并不是任何浓度都能引起爆炸的，它有一个浓度爆炸范围。引起爆炸的最高浓度叫爆炸上限通常用UEL表示（Upper Explossve Lest）表示引起爆炸的最低浓度叫爆炸下限，通常用LEL（Lower Explossve Lsmet）表示。可燃性气体的爆炸危险性可以用爆炸危险度表示。 爆炸危险度＝（爆炸上限浓度－爆炸下限浓度）÷爆炸下限浓度 上式说明，当爆炸下限浓度低，爆炸上限浓度高时，爆炸危险度就大。这是因为，爆炸
可燃气体报警器电路设计 摘要 随着可燃性气体种类和应用范围的增加，其使用场所和贮气仓库内气体的泄漏、火灾爆炸事故日益增多，因此研制一种检测可燃性气体自动报警和自动打开排气装置的一种报警器是非常必要的。本次设计的可燃气体报警器电路，可以检测多种可燃性气体并对其进行报警，在本设计中选用了气敏传感器GS-A2，利用GS-A2检测可燃气体的浓度，当浓度达到报警临界值时进行声光报警。气体信号检测部分主要由传感器GS-A2和分压电阻构成，然后通过运算放大器构成的滞回比较电路和反向比例运算电路输出控制信号。由于气敏传感器GS-A2开始通电时会有一段时间阻值很小，为了防止其发生误报警，检测电路需配合延时电路才能保证其准确性。控制信号通过报警电路实现声光报警及控制机外排风设备等联动装置，从而实现可燃气体报警器的电路设计。 关键词：报警器；GS-A2；误报警；控制信号
The Circuit Design of Flammable Gas Alarm Apparatus ABSTRACT With the increase of combustible gas types and application scope, the use place of gas leakage, fire and gas storage warehouse explosion accidents are increasing, so develop an automatic detecting combustible gas alarm and automatically open the exhaust device of an alarm system is very necessary. The design of the flammable gas alarm circuit can detect a variety of flammable gas and alarm it. In this design chose gas sensor GS - A2, using GS - A2 testing the concentration of the combustible gas, to sound and light alarm when the concentration reaches a critical value. The gas sensor signal detecting section mainly consisted by GS-A2 and the voltage dividing resistors, and output a control signal through the hysteretic comparator circuit constituted by operational amplifier and reverse proportional arithmetic circuit. Since gas sensor GS-A2 starts when power is minimal resistance for some time, in order to prevent false alarms, the detection circuit must comply with in order to ensure its accuracy delay circuit. Control signal through the alarm circuit to realize sound and light alarm and control closed exhaust equipment linkage, so as to realize the circuit design of combustible gas alarm. Key words：Alarm Apparatus；GS-A2；False Alarm ；Control Signal
可燃气体报警器详解 可燃气体报警器也称气体泄露检测报警仪器。当工业环境、日常生活环境（如使用天然气的厨房）中可燃性气体发生泄露时，气体报警器检测到的可燃性气体浓度达到报警器设置的报警值时，可燃气体报警器就会发出声、光报警信号，以提醒采取人员疏散、强制排风、关停设备等安全措施。且气体报警器可联动相关的联动设备如在工厂生产、储运中发生泄露，可以驱动排风、切断电源、喷淋等系统，防止发生爆炸、火灾、中毒事故，从而保障安全生产。经常用在化工厂，石油，燃气站，钢铁厂等使用或者产生可燃性气体的场所。可燃气体报警器即气体泄露检测报警器,是区域安全监视器中的一种预防性报警器。当工业环境中可燃或有毒气体泄露时，当气体报警器检测到气体浓度达到爆炸下限或上限的临界点时，可燃气体报警器就会发出报警信号，以提醒工作人员采取安全措施，并驱动排风、切断、喷淋系统，防止发生爆炸、火灾、中毒事故，从而保障安全生产．可燃气体报警器，主要用于检测空气中的可燃气体，常见的如氢气（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）、乙烯（C2H4）、丙烯（C3H6）、丁烯（C4H8）、乙炔（C2H2）、丙炔（C3H4）、丁炔（C4H6）、磷化氢等。按照使用环境可以分为工业用气体报警器和家用燃气报警器，按自身形态可分为固定式可燃气体报警器和便携式可燃气体报警器。按根据工作原理分别为传感器原理报警器，红外线探测报警器，高能量回收报警器。目前大多数使用的是传感器式报警器，高能量回收报警器由于成本太高，目前仍在开发研究中。工业用固定式可燃气体报警器由报警控制器和探测器组成，控制器可放置于值班室内，主要对各监测点进行控制，探测器安装于可燃气体最易泄露的地点，其核心部件为内置的可燃气体传感器，传感器检测空气中气体的浓度。探测器将传感器检测到的气体浓度转换成电信号，通过线缆传输到控制器，气体浓度越高，电信号越强，当气体浓度达到或超过报警控制器设置的报警点时，报警器发出报警信号，并可启动电磁阀、排气扇等外联设备，自动排除隐患。便携式可燃气体报警器为手持式，工作人员可随身携带，检测不同地点的可燃气体浓度，便携式气体检测仪集控制器，探测器于一体，小巧灵活。与固定式气体报警器相比主要区别是便携式气体检测仪不能外联其他设备。家用可燃气体报警器也可以叫做燃气报警器，主要用于检测家庭煤气泄漏，防止煤气中毒和煤气爆炸事故的发生。 济南市长清计算机应用公司提示您，正确选择报警器的使用，可以为您的日常工作生活提供一个强有力的保证。
可燃有毒气体报警仪 技 术 文 件 投标方：聚光科技（杭州）股份有限公司
前言 尊敬的各位专家评委： 你们好！ 非常感谢你们在百忙之中来参与本项目的评审，我们很荣幸能够参与本项目的投标。 聚光科技（杭州）股份有限公司是美国FPI公司的全资子公司，注册成立于杭州高新区，注册资金为4亿。公司致力于新一代光电测量技术的研究与应用开发，专业为钢铁冶金、石油化工、环境保护等领域的气体分析提供完善的解决方案，是一家集系统集成、产品供应和服务提供为一身的世界级光电厂商。公司研发生产拥有自主知识产权的GT系列产品是聚光科技开发的智能固定式气体分析仪，可以测量有毒有害、可燃等危险气体，能够实现气体浓度实时监测、浓度报警、通风设施启动等功能，是高端多通道的气体报警控制器。目前产品应用在全国多个行业，处于行业领先地位。 最后衷心祝愿各位专家评委评标愉快，工作开心！ 聚光科技(杭州)股份有限公司 2014年11月2日
目录 1.项目需求分析 (4) 2系统设计依据 (4) 3.系统设计方案 (4) 3.1系统介绍 (4) 3.1.1产品特色 (4) 3.1.2方案特点 (5) 3.1.3通讯方式 (6) 3.1.4接地方式 (6) 3.2系统组成及技术参数 (7) 3.2.1报警仪技术参数及指标 (7) 3.2.2控制器技术参数及指标 (7) 3.3供货清单 (8) 3.4安装说明 (9) 3.4.1安装方式 (9) 3.4.2 GT-1030仪表接线示意图 (10)
1.项目需求分析 根据用户需求，我们采用聚光科技（杭州）股份有限公司（以下简称聚光科技）的GT系列智能气体检测报警仪对厂区内的可燃气体（有毒气体）进行实时监测。GT系列智能气体检测报警仪可以采取多种方式进行安装和测量分析，并能适应各种现场环境，具有较快地响应速度。 根据项目实际情况和要求，需在现场的各个区域共安装5台可燃（有毒）气体报警仪检测各区域的安全情况及一台壁挂式控制器。 2系统设计依据 中国国家标准：GB16807-1997《可燃气体报警控制器技术要求和试验方法》 中国国家标准：GB15322.1-2003《可燃气体探测器第1部分：测量范围为0～100%LEL的点型可燃气体探测器》 中国国家标准：GB50058-92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》 中国国家标准：GBZ 2-2002中华人民共和国国家职业卫生标准 行业参考标准：《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》 3.系统设计方案 3.1系统介绍 3.1.1产品特色 ◆报警仪 ?报警仪具有国家认可的计量许可(CMC)/型式批准(CPA)/消防（CCCF）认证； ?报警仪传感器使用进口气体敏感元件，自动温度及零点补偿； ?报警仪具有三、四线连接方式，方便现场接线，具有标准4~20mA和485信号传输方式，可与DCS，PLC等工业自动化系统实现连接；
可燃气体探测报警系统施工方案DOC
新疆奎山宝塔石化有限公司 800万吨/年重油制烯烃芳烃项目 消防工程 可燃气体探测报警系统 施工方案 编制： 审核： 批准： 北京友安盛防火技术有限公司新疆分公司二0一二年十二月十三日
1. 工程概况 本工程名称为新疆奎山宝塔石化有限公司800万吨/年重油制烯烃芳烃项目消防工程。 工程地点为奎屯-独山子经济技术开发区。 工程内容： 原料油灌区5万立方米储罐、3万立方米储罐、装车卸车台、消防泵房内的仪表、可燃气体探测报警系统以及感温电缆报警系统。 2. 编制依据 《石油化工企业设计防火规范》GB50160-92 《自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093- 《电气装置安装工程盘柜及二次回路结线施工及验收规范》GB50171-92《电器装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168- 《电器装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169- 《石油化工仪表安装设计规范》SH /T3 104- 《火灾自动报警系统施工及验收规范》GB50166-98 《电气施工一般验收规范》SJ2866-88 《线型感温火灾探测器》GB16280- 3. 施工工序 3.1、施工准备工作 3.1.1、施工前要求现场管理人员必须彻底的熟悉本工程的合同、技术附件及施工图纸等文件，认真领会设计意图，并结合现场的实际情况，做好图纸会审工作。 3.1.2、施工前要求作好现场的实地踏勘，熟悉现场的施工环境，制定现
场管理及施工等方面的人力资源配置计划，同时协调甲方作好开工前的“三通”工作。施工人员施工前要作好施工前的安全及技术交底工作，并根据本工程的特点对施工人员进行相关的培训工作，确保本项目施工关键作业点的受控。 3.2、施工方法及工艺要求 3.2.1、可燃气体探测 3.2.1．1、可燃气体探测器选点应选择阀门、管道接口、出气口或易泄漏处附近方圆1米的范围内，尽可能靠近，但不要影响其它设备操作，同时尽量避免高温、高湿环境。 3.2.1.2、可燃气体探测器安装方式可采用墙壁安装或抱管安装，应确保安装牢固可靠，同时应考虑便于维护、标定。 3.2.1.3、可燃气体探测器安装高度：检测液化石油气等比重大于空气的气体时，采用距地面 1.5～2米左右安装。 3.2.1.4、可燃气体探测器布线应采用二芯屏蔽电缆，单根线径大于1平方毫米，接线时屏蔽层必须接地。 3.2.1.5、可燃气体探测器现场走线应穿管保护，所用管子应符合消防要求，管子应与探头连接，以达到消防要求。 3.2.1.6、可燃气体探测器安装时应传感器朝下固定。 3.2.1.7、可燃气体探测器应在断电情况下接线，确定接线正确后通电；应在确定现场无可燃气泄漏情况下，调试探头。 3.2.1.8、可燃气体探测器应至少每年标定一次，以确保检测精度。 3.3、感温电缆铺设 3.3.1、感温电缆用固定卡具直接固定在桥架内侧壁，感温电缆敷设于动
可燃气体报警器 概述 可燃气体报警器就是气体泄露检测报警仪器。当工业环境中可燃或有毒气体泄露时，当气体报警器检测到气体浓度达到爆炸或中毒报警器设置的临界点时，可燃气体报警器就会发出报警信号，以提醒工作采取安全措施，并驱动排风、切断、喷淋系统，防止发生爆炸、火灾、中毒事故，从而保障安全生产． 可燃气体报警器用途 可燃气体报警器，主要用于检测空气中的可燃气体，常见的如氢气（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）、乙烯（C2H4）、丙烯（C3H6）、丁烯（C4H8）、乙炔（C2H2）、丙炔（C3H4）、丁炔（C4H6）、磷化氢等。 基本分类 可燃气体报警器分类 按照使用环境可以分为工业用气体报警器和家用燃气报警器，按自身形态可分为固定式可燃气体报警器和便携式可燃气体报警器。 工业用固定式可燃气体报警器由报警控制器和探测器组成，控制器可放置于值班室内，主要对各监测点进行控制，探测器安装于可燃气体最易泄露的地点，其核心部件为内置的可燃气体传感器，传感器检测空气中气体的浓度。探测器将传感器检测到的气体浓度转换成电信号，通过线缆传输到控制器，气体浓度越高，电信号越强，当气体浓度达到或超过报警控制器设置的报警点时，报警器发出报警信号，并可启动电磁阀、排气扇等外联设备，自动排除隐患。 便携式可燃气体报警器为手持式，工作人员可随身携带，检测不同地点的可燃气体浓度，便携式气体检测仪集控制器，探测器于一体，小巧灵活。与固定式气体报警器相比主要区别是便携式气体检测仪不能外联其他设备。 家用可燃气体报警器也可以叫做燃气报警器，主要用于检测家庭煤气泄漏，防止煤气中毒和煤气爆炸事故的发生。 工作原理 可燃气体报警是对单一或多种可燃气体浓度响应的探测器。可燃气体探测器有催化型、红外光学型两种类型。 催化型可燃气体探测器是利用难熔金属铂丝加热后的电阻变化来测定可燃气体浓度。当可燃气体进入探测器时，在铂丝表面引起氧化反应（无焰燃烧），其产生的热量使铂丝的温度升高，而铂丝的电阻率便发生变化。 红外光学型是利用红外传感器通过红外线光源的吸收原理来检测现场环境的碳氢类可燃气体！ 烷烃类可燃气体探测器 是结实耐用，操作简便的智能型可燃气体探测器，被设计用以检测可燃性烷烃类气体浓度在爆炸下限0~100%的变化。这种探测器使用一种获得专利的“小型即插型可更换”红外线光学传感器。红外线传感器的特点是长时间的工作稳定性及最少的阶段性维护。红外线气体
信息职业技术学院 毕业设计说明书(论文) 设计(论文)题目: 燃气泄露报警器 专业: 应用电子技术 班级: 应电 08-2 学号: 61 姓名: 指导教师: 二〇一〇年九月十日
目录 摘要 (1) 第1章绪论 (2) 1.1燃气泄露报警器的发展及现状 (2) 1.1.1 火灾探测技术 (2) 1.1.2 火灾探测器的发展趋势 (2) 1.2报警器的研究目的及意义 (2) 第2章方案设计 (4) 第3章单元电路的设计 (5) 3.1电源电路设计 (5) 3.1.1 变压器 (6) 3.1.2 整流电路 (6) 3.1.3 整流电路的参数计算及二级管的选择 (7) 3.1.4 电容滤波电路 (8) 3.1.5 电容滤波电路的参数计算及滤波电容的选择 (9) 3.1.6 稳压电路 (9) 3.1.7 稳压电路原理图 (10) 3.2检测电路的设计 (11) 3.2.1 传感器的应用与发展 (11) 3.2.2 燃气传感器的介绍 (11) 3.2.3 半导体气体传感器工作原理（HQ-2） (12) 3.2.4 半导体气敏元件的特性参数及主要技术指标 (12) 3.2.5 检测电路 (13) 3.3报警电路的设计 (13)
3.3.1 555时基电路的起源 (13) 3.3.2 报警集成电路555的介绍 (14) 3.3.3 555时基电路的组成及管脚用途 (14) 3.3.4 555时基电路的工作原理 (15) 3.3.5 555时基电路的无稳态工作模式 (15) 第4章整机电路及工作原理 (17) 第5章电路仿真 (19) 第6章实物制作与调试 (22) 6.1.1元器件的检测 (22) 6.1.2 焊接的工艺要求 (22) 6.1.3 电路安装 (23) 6.2 制作与调试 (23) 总结 (25) 参考文献 (26) 附录1 整机电路图 (27) 附录2 元件明细表 (28)