可燃气体报警器的设计与制作
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摘要随着电子科学技术的发展,电子技术成为安全方面的有力手段,许许多多安全方面的电子产品,是人们的生活的得力助手。
本设计利用单片机技术结合单片机内部自带的A/D转换器构建了一个可燃气体检测报警器。
当环境中可燃气体泄露时,气体报警器检测到可燃气体浓度达到报警器设置的临界点时,可燃气体报警器就会发出声光报警信号,以提醒工作人员采取安全措施。
本文首先简要介绍了课题的研究背景和目前的国内外的发展状况,然后介绍设计可燃气体检测报警器的设计内容及功能需求,最后详细介绍了可燃气体检测报警器的设计流程,以及硬件系统和软件系统的设计,并给出了硬件电路的设计细节,包括各部分电路的走向、芯片的选择等。
本次设计采用MQ-4气体传感器作为可燃气体的信号采集工具,采集到的模拟电压量经过STC90C54AD单片机内部自带的A/D转换器为数字信号。
单片机采集到的数字信号后经过单片机内部进行简单的数据处理,如果可燃气体浓度达到报警器设置的临界点时单片机将蜂鸣器发出报警信号。
在无可燃气体的情况下,发生未知的危险,报警器可以人为的控制按键发出报警信号提醒人们。
关键词:MQ-4传感器;STC90C54AD单片机;数码管显示;报警AbstractWith the development of science and technology, electronic technology has become a powerful means of security, many aspects of electronic security products, is people's lives assistant. This design uses the internal microcontroller chip technology combined with In- ternal A/D converter built a combustible gas detection alarm. When the environment com- bustible gas leak, the gas alarm detects combustible gas concentration reaches the alarm threshold set point, combustible gas alarm will be audible and visual alarm signals to alert staff to take safety measures. This article briefly introduces the research background and the current state of development at home and abroad, and then describes the design of combust-ible gas detection alarm design content and functional requirements, the final details of the combustible gas detection alarm design process, as well as hardware systems and software system design, and gives the hardware design details, including the trend of each part of the circuit, the chip selection and so on.The design uses MQ-4 gas sensor signal acquisition as a tool for combustible gases, the amount collected from the analog voltage comes through STC90C54AD internal microcont-roller A/D converter into a digital signal. Chip digital signal collectedthrough internal micr- ocontroller simple data processing, if the flammablegas concentration reaches a critical point alarm settings when themicrocontroller will buzzer alarm. In the case of non-combustible ga-ses, the occurrence of unknown dangers, the alarm can artificially controlbuttons alarm signal to remind people.Keywords:MQ - 4 sensors; STC90C54AD single chip microcomputer;Digital tube display; Alarm目录1绪论............................................................................................................................1.1本课题研究背景及意义 ...................................................................................1.2国内外发展概况及研究方向 ...........................................................................1.3本课题设计内容 ...............................................................................................2 系统设计原理及功能要求 .........................................................................................2.1选择器件 ...........................................................................................................2.2系统原理及基本框图 .......................................................................................2.3系统实现的功能 ...............................................................................................3 主要元器件选择 .........................................................................................................3.1STC90C54AD单片机......................................................................................3.1.1 STC90C54AD单片机概述 ..................................................................3.1.2 STC90C54AD单片机内部A/D模块 .................................................3.2瓦斯检测设备工作原理分析 (1)3.2.1 MQ-4传感器简介 (1)3.2.2 敏感元件工作原理 (1)4 硬件系统电路设计 (1)4.1可燃气体信号采集及A/D转换模块 (1)4.2数码管显示模块 (1)4.3声光报警模块 (1)4.4按键设置模块 (1)5 软件系统设计 (1)5.1系统主程序 (1)5.2浓度测量子程序 (1)5.3按键设置子程序 (1)5.4模拟报警子程序 (1)5.5浓度显示子程序 (2)6 系统仿真 (2)6.1P ROTUES仿真软件介绍 (2)6.2仿真效果图 (2)7 软件调试 (2)7.1K EIL编程软件介绍 (2)7.2程序下载及调试 (2)8 硬件调试 (2)8.1电源的检测与调试 (2)8.2MQ-4传感器及CPU的调试 (2)8.3显示电路及报警电路调试 (2)8.4运行效果 (3)结论 (3)致谢 (3)参考文献 (3)附录A 英文原文 (3)附录B 汉语翻译 (4)附录C 源程序 (5)附录D 原理图 (7)1绪论1.1 本课题研究背景及意义我国是煤炭生产大国,随着煤矿机械化程度的提高,矿井生产能力和生产效率普遍加大,煤炭年产量居世界首位,产煤量占世界总产煤量的20%。
可燃气体检测及报警设计方案一、引言随着社会的发展和科技的进步,各类可燃气体的使用越来越广泛,如天然气、煤气和液化气等。
同时,可燃气体泄漏也可能导致火灾、爆炸等危险后果。
因此,设计一套可燃气体检测及报警系统非常重要,用于及时发现和报警可燃气体泄漏,保障人们的生命财产安全。
二、系统方案1.系统组成(1)可燃气体传感器:用于检测空气中的可燃气体浓度。
(2)控制器:采集传感器数据,并进行分析处理。
(3)报警器:当控制器判断可燃气体浓度超过预设值时,发出声光报警信号。
2.系统工作原理(1)可燃气体传感器感知空气中的可燃气体浓度,将测量数据发送给控制器。
(2)控制器接收传感器数据,并进行分析处理。
当可燃气体浓度超过设定的报警阈值时,触发报警器。
(3)报警器接收到控制器的报警信号后,发出声音和光照报警信号,提醒人们注意可燃气体泄漏的危险。
三、系统设计要求1.灵敏度:系统应具备足够的灵敏度,能够及时检测到空气中的可燃气体浓度变化。
2.可靠性:系统应具备高可靠性,能够准确判断可燃气体浓度是否超过设定值,避免误报和漏报的情况。
3.实时性:系统应具备实时性,能够及时发出报警信号,在危险发生前提醒人们采取措施。
4.易于安装和维护:系统设计应考虑到安装和维护的便捷性,方便用户操作和维护。
四、系统实施方案1.传感器选择:根据实际需求选择适合的可燃气体传感器。
2.控制器设计:设计一个能够接收传感器数据的控制器,可以对接多个传感器,进行数据处理和判断。
3.报警器设计:设计一个报警器,能够根据控制器的指令发出声光报警信号,提醒人们注意危险。
4.系统集成:将传感器、控制器和报警器相互连接,形成一个完整的可燃气体检测及报警系统。
5.安装和调试:按照设计要求,将系统的各个部件安装在合适的位置,并进行调试和测试。
6.培训和维护:对用户进行系统的使用培训,并定期进行系统维护和检修,确保系统的稳定运行。
五、总结通过可燃气体检测及报警设计方案,我们可以提供一套灵敏、可靠、实时性强的可燃气体检测与报警系统。
以我给的标题写文档,最低1503字,要求以Markdown 文本格式输出,不要带图片,标题为:可燃气体报警器方案# 可燃气体报警器方案## 引言可燃气体报警器是一种常见的安全设备,用于检测环境中是否存在可燃气体,并在检测到安全风险时发出警报。
本文将介绍一种可燃气体报警器的方案,包括所需器件、工作原理和设计要点。
## 所需器件在设计可燃气体报警器时,我们需要以下主要器件:1. 可燃气体传感器:用于检测环境中的可燃气体浓度。
2. 控制器:用于收集传感器数据并判断是否发出警报。
3. 警报器:用于发出声音或光线信号,以警示人们存在安全风险。
除了以上主要器件外,我们还需要一些辅助器件,如电源模块、通信模块等,以完善报警器的功能。
## 工作原理可燃气体报警器的工作原理可以总结如下:1. 传感器检测:可燃气体传感器持续检测环境中的可燃气体浓度。
根据传感器的工作原理,当环境中的可燃气体浓度超过设定阈值时,传感器会输出一个信号。
2. 数据传输:传感器输出的信号被传输到控制器。
控制器负责采集传感器数据,并进行处理和分析。
3. 风险判断:控制器根据传感器数据进行风险判断。
如果传感器检测到的可燃气体浓度超过安全阈值,控制器将触发警报器。
4. 警报发出:警报器根据控制器的触发信号发出相应的警报信号,以提醒人们存在安全风险。
## 设计要点在设计可燃气体报警器时,有几个关键要点需要考虑:1. 灵敏度:传感器的灵敏度是关键。
它应该能够准确地测量环境中的可燃气体浓度,并在超过安全阈值时及时发出信号。
2. 反应时间:报警器的反应时间也非常重要。
当检测到可燃气体浓度超过阈值时,报警器应该能够迅速响应,以减少安全风险。
3. 可调性:可燃气体报警器应该具有可调性,以适应不同环境条件和需求。
例如,用户可以调整安全阈值或警报器的声音大小。
4. 可靠性:报警器需要具备高可靠性,以确保在任何时候都能正常工作。
这包括稳定的传感器性能、可靠的数据传输和稳定的警报器输出。
可燃气体报警器的设计首先,可燃气体报警器的关键部件是传感器。
传感器的选择应根据所需检测气体的种类进行,常见的可燃气体有天然气、液化气等。
传感器可以选择化学传感器、热电传感器或半导体传感器等,具体选择根据其灵敏度、稳定性和响应时间等指标进行考虑。
同时,传感器的布置也很重要,应尽量使其能够覆盖整个空间,并避免被阻挡物挡住。
其次,信号处理与判断是确保可燃气体报警器准确工作的关键。
传感器所感测到的气体浓度信号需要经过放大、滤波等处理,以提高其精度和稳定性。
然后,根据设定的阈值,对处理后的信号进行判断,当浓度超过阈值时,就应触发报警装置。
此外,还可以根据需要加入一些附加功能,如呼叫警报中心或发送短信提醒等。
报警方式与反应时间也是可燃气体报警器设计中需要考虑的因素。
报警方式可以选择声光报警或仅声报警,根据不同的使用环境和需求进行选择。
声光报警可以提高人们对报警的感知度,尤其对于那些听力不敏感或在嘈杂环境中的人员更加有效。
而反应时间则是指报警器从检测到可燃气体超过阈值到发出警报的时间间隔。
反应时间应尽量短,以保证及时警报,减少安全风险。
此外,可燃气体报警器还可以加入一些其他功能,如自动校准、故障自检等。
自动校准功能可以定期对传感器信号进行校正,以避免长期使用导致的误差累积。
故障自检功能可以对整个报警器进行自检,包括传感器状态、报警装置状态等,以确保设备的正常工作。
综上所述,可燃气体报警器的设计应注重传感器的选择与布置、信号处理与判断、报警方式与反应时间等因素,以保证报警器的准确性、及时性和稳定性。
同时,还可以考虑加入一些附加功能以提高报警器的使用便利性。
通过合理的设计和制造,可燃气体报警器能够起到有效的安全预警作用,更好地保障人们的人身和财产安全。
家用可燃气体报警器的设计学生:指导教师内容摘要:本设计采用了GS系列的传感器,将一定浓度的气体转换为电压显示,并通过ADC0809将电压信号转换为模拟信号,再交由AT89C51中进行分析和处理。
为了方便用户能进行直观的了解,3位LED显示器的静态显示接口是AT89C51外接3片74LS164,数据输出线是该器件的RXD,移位时钟脉冲为TXD。
TTL单向8位移位寄存器是74LS164,最终可达到并行输出,串行输入,8位移位寄存器74LS164会将静态显示出来。
在拟定警报预设值后,单片机控制音乐和闪光效果会体现出警报。
单片机的操作了程控一氧化碳报警器的全部设置。
着以程序对一氧化碳的浓度进行24小时不间断监控,当有毒有害危险气体超出了我们预定的危险值后,我们设计的电路便会自动进行报警处理,电路此功能的实现是外接排风扇与电磁阀相合作完成进行的,为防不测。
在程序正常运行的时候难免会出现程序系统陷入了死循环,面对这种情况的时候我们需要在程序陷入了死循环的时候利用X25045芯片组成的电路进行复位,从而避免了断开整个系统的连电,由此引荐电路得到了保护。
单片机AT89C51是数字气体报警器的主要应用器件,性价比十分高。
以此为设计核心展开对可燃气体的泄漏的报警装置的设计,接下来给出所有的设计原理与硬件电路和程序的设计。
关键词:气体泄露报警器一氧化碳AT89C51单片机Design for household combustible gas alarmAbstract:The design of the GS series of sensors,will be placedon the test environment measured the concentration of gas converted to analog voltage,and then through the ADC0809will be converte d to analog voltage digital signal,into the SCM AT89C51in the pr ocess.To users of gas concentrations in real-time understanding,AT8 9C51will be linked three74LS164externally as the three LED display static display interface,and the MCU RXD as the output dat a line,TXD as a shift clock pulse.74LS164TTL is a one-way8-bit register displacement which can be realized enter serial,parallel o utput,through the8-bit shift register74LS164can 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 m onoxide(CO)for real-time monitoring,when the concentration of carbo n monoxide is more than allowed value,the control circuit for alar m,and through an external electromagnetic valve row fans and their program-controlled,to preventaccidents.In addition procedures to prevent a cycle of death,also used x25045watchdog circuit chip composed of a death in the process so that when the MCU reset cycle,instead of the whole s ystem off,thereby protecting the hardware circuit.As designed by the number of gas alarm using SCM AT89C5 1,it is cheap,stable performance,easy-production.GS to gas senso rs and AT89C51microcontroller as the core design of gas leakage alarm,the alarm system design method is simple,use good effect,th e following is a gas leakage alarm the general design principles,th e key hardware and all The software program design.Keywords:Co Leaking gases alarm AT89C51 microcomtuper GS Gases Sensors家用可燃气体报警器的设计1 绪论1.1研究背景及意义随着煤气或天然气被多数家庭使用,每年因煤气泄漏造成的各类事故中,一氧化碳中毒占多数,气体泄漏爆炸引起的致死致伤事故更是高发。
可燃性气体检测报警器设计首先,传感器是可燃性气体检测报警器的核心部件,它能够感知环境中的可燃性气体浓度。
常用的传感器包括气敏电阻传感器、半导体气体传感器和红外线传感器等。
气敏电阻传感器基于敏感材料与可燃性气体发生化学反应导致电阻变化的原理。
半导体气体传感器利用功率变化和电阻变化来检测气体浓度。
红外线传感器则通过检测可燃性气体对红外能量的吸收来判断气体浓度。
选择合适的传感器应根据具体的检测要求和工作环境来确定。
其次,信号处理电路对传感器输出的信号进行放大、滤波和数字转换等处理,以便获取准确的浓度数值。
放大电路可以根据传感器信号的弱强程度选择放大倍数,以便提高信噪比。
滤波电路能够滤除传感器输出信号中的噪声和干扰,提高信号质量。
数字转换电路则将模拟信号转换成数字信号,以便进一步的处理和存储。
第三,报警器是可燃性气体检测报警器的核心功能之一、当传感器检测到环境中的可燃性气体浓度超过设定阈值时,报警器会发出声音和显示警告信号,提醒人们采取相应的安全措施。
报警器可以使用声音报警、光照报警或者无线通信报警等方式,根据具体的使用场景和需求进行选择。
最后,供电系统是可燃性气体检测报警器的另一个重要组成部分。
它可以通过电池、交流电源或者太阳能电池等提供稳定的电力供应。
供电系统应保证报警器能够长时间稳定地工作,并且具备低电量和断电报警功能,以确保报警器能够及时发出警报。
在设计可燃性气体检测报警器时,还需要考虑以下几个关键技术:1.灵敏度和选择性能:传感器的灵敏度和选择性能决定了报警器对不同可燃性气体的检测能力。
应根据实际需求和环境条件选择合适的传感器类型和参数。
同时,采用多个传感器或者多种传感器的组合可以提高检测的灵敏度和选择性能。
2.报警阈值设置:报警器应能够根据具体需求设定合理的报警阈值。
阈值设置应考虑环境中可燃性气体的浓度分布和安全要求等因素。
一般来说,为了能够及时预警,阈值应设置在安全浓度的一定比例上。
3.报警信号处理:报警器应能够对传感器输出的信号进行准确的处理。
可燃气体检测及报警设计方案一、引言随着可燃气体使用的广泛,对可燃气体泄漏的检测与报警成为了重要的安全问题。
本文将介绍一种可燃气体检测及报警的设计方案。
二、设计原则1.高灵敏度:能够及时检测到可燃气体的泄漏,防止事故的发生。
2.实时报警:一旦检测到可燃气体泄漏,能够立即发出警报,提醒人们采取相应的安全措施。
3.稳定可靠:能够长时间稳定工作,不受环境干扰,具备良好的可靠性和稳定性。
4.可扩展性:可以根据需要进行扩展,满足不同场合的安全需求。
三、设计方案1.传感器的选择:可燃气体传感器是检测可燃气体的核心组件,应根据实际需要选用灵敏度高、响应速度快、稳定性好的传感器。
常见的传感器有气敏传感器、红外传感器等。
2.数据采集与处理:传感器将检测到的信号传递给数据采集模块,数据采集模块对传感器信号进行采样、滤波和放大等处理,将处理好的数据传输给控制模块。
3.控制模块:控制模块负责接收数据采集模块传来的数据,并根据事先设定的判别规则进行判断和分析。
一旦检测到可燃气体泄漏超过设定的阈值,控制模块将触发报警信号。
4.报警器:报警器是设计方案中不可或缺的组成部分,它能够发出高音量的声音和闪烁的灯光,提醒人们注意可燃气体泄漏的危险。
5.数据显示与记录:为了方便操作和追溯,设计方案中可以加入数据显示与记录模块。
通过显示屏或者连接到电脑的界面来显示检测到的可燃气体浓度,并将数据记录下来,供后续分析。
6.系统扩展:根据实际需要,设计方案还可以进行系统扩展,例如加入语音提示、无线通信等功能,以满足不同地方的安全性需求。
四、结语本文介绍了一种可燃气体检测及报警的设计方案,通过选择合适的传感器、进行数据采集与处理、控制模块的判断和分析,以及报警器的触发,能够及时、高效地检测可燃气体泄漏,保障使用场所的安全。
但需要特别注意的是,设计方案仅为参考,具体的实施应根据实际情况进行优化和调整。
可燃气体报警器方案随着工业和生活中可燃气体的使用量不断增加,安全问题也日益凸显。
为了保障人们的生命财产安全,开发一套可燃气体报警器方案势在必行。
本文将提出一种可燃气体报警器方案,并介绍其详细原理和工作流程。
一、方案原理可燃气体报警器方案主要基于气体的燃烧特性和探测技术。
当空气中可燃气体浓度超过安全阈值时,通过传感器快速感知到气体存在,并触发报警装置,发出警报信号。
其基本原理是利用传感器的特定特性,感知气体浓度并将其转化为电信号,再经过处理后输出警报信号。
二、方案设计1. 传感器选择选用合适的传感器是方案设计的核心。
传感器应具备高灵敏度、快速响应和稳定性等特点。
目前市场上主要有电化学传感器、红外传感器和半导体传感器等。
根据实际需求,选择合适的传感器以确保方案的准确性和可靠性。
2. 报警装置报警装置是保证可燃气体泄漏时及时警示的重要组成部分。
常见的报警装置有声光报警器和报警控制模块。
其工作原理是通过控制电路将传感器输出的信号转化为声、光信号,提醒人们采取相应的紧急措施。
3. 数据处理与通信将传感器采集到的气体浓度数据进行处理和存储是方案设计的关键环节。
可以通过单片机、嵌入式系统或者物联网技术实现数据的获取、处理和传输。
同时还需要设计相应的界面,方便用户查看和管理报警数据。
4. 电源管理可燃气体报警器方案需要稳定的电源供应,以确保长时间的正常工作。
可以选择模块化的电源管理模块,如锂电池、充电电池或者直流稳压供电,以满足不同场景的需求。
三、工作流程1. 初始化系统上电后进行初始化,包括传感器校准、电路检测和设备自检等操作。
2. 数据采集传感器感知空气中的可燃气体浓度,将检测到的浓度数据传输给数据处理模块。
3. 数据处理数据处理模块对传感器采集的数据进行计算和分析,并与预设的安全阈值进行比较。
4. 报警触发当检测到的气体浓度超过安全阈值时,报警装置会触发,发出声、光信号进行报警,提醒人们采取相应措施。
5. 数据存储与传输报警装置可以将报警信息和气体浓度数据进行存储,并通过通信模块进行传输,以便后续分析和管理。
基于 STM32 可燃气体报警控制器的设计摘要无论是在化工厂还是在我们家庭厨房内都存在着可燃气体,例如在化工厂会有可燃气体甲烷和有毒气体乙醇的存在。
通过了解其危害性,针对此了解并且结合自己所学的专业知识和导师的指导,研发制作了一种专门预防和控制可燃气体的报警控制器,它不仅仅是重要的燃气预防措施也是安全使用燃气的最后底线。
可燃气体报警控制器的研发并不复杂然而实用性强、产品廉价、操作简单深受消费者的喜爱。
可燃气体报警控制器的工作原理是通过探头中的传感器收集附近气体然后通过电路将模拟量转换成数字信号最终传送给可燃气体报警控制器的总电路,当可燃气体浓度值超过可燃气体报警控制器或者控制电路中设定范围,控制器就会通过执行模块或者执行电路发出报警信号报警灯报警或者执行关闭燃气阀门等动作。
关键词:传感器控制器报警信号数字量模拟量探测器1.课题研究背景和意义本次研究是利用STM32单片机控制技术,来实现可燃气体甲烷的精准气体报警器,此报警器对甲烷实施精准的检测,当甲烷浓度超过设置浓度时单片机控制电路进行报警,外部链接风机进行控制以防止事故的发生。
由于STM32单片机的性价比很高,运用STM32单片机进行监控可燃气体报警探测器的核心是传感器,由于本设计采用半导体材质敏感度高、稳定性强、抗干扰能力强、寿命长等优势,达到了国内顶尖水平,所以本产品常用于化工厂、消防站、军队、医院、学校、石油、煤矿以及家庭等重要场所。
为了方便消费者了解信息做好预防准备,采用了液晶显示模块,而液晶显示模块分为还分为动态显示和静态显示动静结合两种模式。
综上所述,可燃气体报警控制器的研发主要利用了直变交转换单元、显示单元、问题处理模块单元、控制单元以及气体检测单元,共同组成可燃气体报警控制器。
2.硬件部分设计调试2.1 硬件部分的设计2.1.1系统的组成可燃气体报警控制器整个系统分别由气体浓度显示模块、报警模块、电源、485信号输出五部分组成。
可燃气体报警设备的建造方案1. 项目背景随着工业化和城市化的快速发展,可燃气体泄漏事故的风险日益增加。
为了提高对可燃气体泄漏的预警能力,降低事故发生的概率,保障人民群众的生命财产安全,我们计划建造一套可燃气体报警设备。
2. 设备选型2.1 传感器我们选择高灵敏度的红外气体传感器和电化学气体传感器,分别用于检测不同类型的可燃气体。
红外气体传感器适用于检测甲烷、乙烷、丙烷等非极性气体,而电化学气体传感器则适用于检测氢气、一氧化碳等极性气体。
2.2 控制器控制器采用工业级微控制器,具备数据采集、处理、存储和通信功能。
控制器可同时连接多个传感器,实现多参数监测。
2.3 报警装置报警装置包括声音报警和视觉报警两部分。
声音报警采用高分贝蜂鸣器,视觉报警则通过红色LED灯实现。
当检测到可燃气体浓度超过设定阈值时,报警装置会立即启动,提醒现场人员采取应对措施。
2.4 通信模块设备配备无线通信模块,可以将监测数据实时传输至远程监控中心。
通信模块支持多种通信协议,如4G、NB-IoT等,确保数据传输的稳定性和可靠性。
3. 系统架构可燃气体报警设备采用分布式架构,包括传感器、控制器、报警装置和通信模块等组成部分。
传感器负责实时监测环境中的可燃气体浓度,控制器对传感器数据进行处理和分析,报警装置在异常情况下发出警报,通信模块将数据传输至远程监控中心。
4. 设备安装与调试4.1 设备安装根据监测场所的具体情况,合理布局传感器、控制器和报警装置等设备。
传感器应安装在易泄漏区域附近,控制器和服务器应安装在监控室内。
4.2 调试设备安装完成后,进行现场调试。
调试内容包括:检查传感器和控制器的连接是否正常,设置报警阈值,测试报警装置的功能,以及验证通信模块的数据传输能力。
5. 系统运行与维护5.1 系统运行可燃气体报警设备投入运行后,实时监测环境中的可燃气体浓度。
当浓度超过设定阈值时,报警装置会立即启动,提醒现场人员采取应对措施。
第一章前言近年来,全国燃气行业发展迅猛,液化气、天然气、煤制气等城市燃气作为清洁能源已在工商业和城镇居民用户中得到广泛应用,特别是随着“西气东输”工程的实施和完成,燃气行业发展潜力巨大。
城市燃气的普及与应用无疑对改善城市的环境质量和提高居民的生活质量发挥了巨大的作用。
但是随着燃气的广泛应用,由于燃气泄漏所引发的爆炸、中毒和火灾事故也时有发生,这在某种程度上增加了城市的不安全和不稳定因素。
其中的一氧化碳泄漏中毒情况尤为严重。
如果CO中毒严重,轻者于康复过程中可能会头昏眼花、丧失记忆或引起视觉及神经上的障碍,严重者会导致脑部受损甚至发生死亡。
为了使燃气更好地造福于民,造福于社会,减少并杜绝各种因燃气泄漏而引发的爆炸及火灾事故,各燃气使用单位及居民用户选择一种适合的燃气报警器实为必要之举。
智能煤气报警器是为了预防气体中毒的一种家用的自动报警器,也是一种高灵敏度的气体探测器,它应用高灵敏度的气敏元件作气电转换元件,并配以电路和声光报警部分。
当泄漏的气体达到危险极限值时报警器就会发生鸣响和声光报警。
因此他可以在发生意外的时候及时的报告发生意外的所在点,并及时的疏散意外所在点的人群,保障人民群众的生命和财产安全。
本课题设计煤气报警采用了AT89S52单片机为报警器的核心部件,对煤气报警器进行控制。
通过电化学一氧化碳气体传感器对煤气进行检测,将所得的浓度值与设定浓度值相比较得到偏差。
通过对偏差信号的处理获得控制信号,发生报警信号,并把报警通道显示并储存在DS12887的RAM中,八个单元的煤气浓度对应模拟量利用A/D转换为数字量,并加入了键盘输入控制,从而实现对家用和工业煤气漏气的监控。
第二章硬件部分设计第一节硬件系统整体设计本设计的控制系统主要是由MCS-52系列单片机、电源电路、AD数据采集电路、传感器电路、看门狗电路、复位电路、实时时钟电路、声光报警电路等部分组成。
单片机通过可对8路传感器所得到的信号进行比较处理,且能够存储各个通道的报警上限和报警时的数据储存,且在安全值内,轮回显示当前通道的测量值和设定值,在安全值外,产生声光报警,并且轮回显示报警通道的当前值、设定值。
内江师范学院课程设计报告设计课题: 可燃气体报警器的设计姓名: 吴秋宏罗琴柴良豪学院: 工程技术学院专业: 通信工程班级: 2010级4班学号: 20100343042 20100343049 20100343044 日期 2012年 3月30日—2012年6月30日指导教师: 陈春兰题目:可燃气体报警器的设计一、设计题目及要求(根据题目填写)1、设计题目应用运放和分立元件设计一个可燃气体报警电路。
设计要求:(1)基本要求①用气敏元件(针对酒精)作传感器,用电路实现当酒精浓度达到一定值时,触发报警电路发出报警信号,②按要求做出样品电路,进行调试,写出课程设计报告书。
(2)提高要求为保证电路可靠,12V电源延时供电。
指导教师签名:2012年月日二、指导教师评语指导教师签名:2012 年月日三、成绩验收盖章2012年月日摘要本论文主要阐述一个基于气敏传感器的酒精浓度感应与自动报警器。
在气敏传感器感应到酒精浓度超标时,将电信号转变成音频信号输出。
并发出鸣响警示,从而确保安全。
关键词:酒精浓度;酒精传感器;声音报警器目录第1章设计目的及要求 (1)1.1设计目的 (1)1.2设计要求 (1)1.3方案选择 (1)2.2酒精气敏传感器电路设计 (3)第1章设计目的及要求1.1设计目的今年来,随着我国经济的高速发展,人民生活水平迅速提高,越来越多的人有了自己的私家车,而酒后驾车造成的交通事故也频频发生。
酒后驾车引起的交通事故是由于司机的过量饮酒造成体内酒精浓度过高,麻痹神经,造成大脑反应迟缓,肢体不受控制等症状。
而人体酒精浓度低时就不会有那些症状,也就不会有危险。
因此,需要设计一个智能仪器能够监测驾驶员体内酒精含量。
目前全世界绝大多数国家都采用呼气酒精测试仪器对驾驶员进行现场检测,以确定被测者体内酒精含量的多少,以确保驾驶员和他人的生命财产安全。
此外,酒精测试仪也可以应用于食品加工,酿酒等需要监控空气中酒精浓度的场合。
目录摘要和关键词II0.引言 11.可燃气体报警器的介绍 11.1可燃气体报警器的分类11.2可燃气体报警器校准 11.3可燃气体报警器的应用12.可燃气体报警器的系统选型 22.1可燃气体检测器的选型 22.2声光报警及继电器的控制电路的选用 23.硬件设计 33.1系统的结构图33.2可燃气体检测电路33.2.1气体传感器(探头) 33.2.2气体检测电路的设计 33.2.3主控单元电路 43.3声光报警及继电器控制电路53.3.1声光报警电路 53.3.2继电器控制电路 53.4显示电路73.5电源设计错误!未定义书签。
4.软件设计75.试用实验及结果 85.1试用结果85.2应用与安装错误!未定义书签。
6.产品安装、应用及注意事项97.结语9参考文献9致谢10可燃气体报警器系统设计摘要燃气一旦泄露不仅会导致环境的污染,甚至会引发中毒、爆炸、死亡事故的发生。
因此,可燃气体监测报警系统已成为安全防范领域的热门研究课题。
介绍了报警器的工作原理极其软,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生光报警,并控制相应设备进行工作,实现安全保护。
关键词89c51单片机;探测报警器Design of Combustible Gas AlarmAbstractHowever,once gas let out will not merely cause the environmental pollution,even will cause the emergence of poisoning,exploding,death by accident.So,detecting and alarming system for combustible gas has already become a hot research subject of the safe precaution field.A kind of combustible gas alarm was designed.Introduction was made to the workingprinciple and its software and hard-ware design.The alarm taked gassensors with stable performance and parameters as the detector,adopting 89c51 to carry out control,carrying out audio and light alarming based on tested combustible gas desity and contolling relevant equipment to work,to realize safety protectionKey words89c51; detecting alarm0.引言对于一个家庭来说,随着人们生活水平的提高,越来越多的人对生活空间的安全和舒适性也有了更高的要求。
可燃气体报警器电路设计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 ApparatusABSTRACTWith 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目录1引言 (1)1.1课题研究的意义、现状 (1)1.2课题研究的要求及内容 (1)2电路设计 (2)2.1总体思路 (2)2.2 可燃气体检测及信号处理电路设计 (2)2.2.1气敏传感器GS-A2介绍 (3)2.2.2可燃气体检测及信号处理 (4)2.3报警电路设计 (7)2.3.1声报警电路 (7)2.3.2光报警及联动电路 (9)2.4 ±5V稳压电源设计 (11)3电路调试 (13)4结论 (14)参考文献 (15)致谢 (15)附录 (18)1引言1.1课题研究的意义、现状在很多工业领域,比如石油,采矿,冶金,化工等行业,都会用到或者产生可燃气体。
可燃气体报警器的工程方案1. 引言本文档旨在提供一个可燃气体报警器的工程方案,以确保工程的顺利进行和安全性。
可燃气体报警器是一种用于检测和报警可燃气体泄漏的设备,具有广泛的应用领域,如工业、商业和居住等。
本方案将涵盖工程的设计、安装和维护等方面。
2. 设计阶段在设计阶段,我们将采取以下步骤:2.1 需求分析首先,我们将与客户合作,了解其需求和特定环境。
这包括气体类型、气体浓度阈值、监测区域的大小和布局等。
通过详细的需求分析,我们可以确定最合适的报警器类型和数量。
2.2 报警器选择根据需求分析的结果,我们将选择合适的可燃气体报警器。
我们将考虑报警器的灵敏度、响应时间、稳定性和适应性等因素。
2.3 布局设计在布局设计阶段,我们将根据监测区域的大小和布局,确定报警器的安装位置。
我们将遵循相关的安全标准和建议,并确保报警器能够覆盖整个监测区域。
2.4 电气设计在电气设计中,我们将制定电气连接图和线路设计,确保报警器与电源和控制系统的正确连接。
我们将使用安全可靠的电气元件,并考虑到电气安全因素,如过载和短路保护。
3. 安装阶段在安装阶段,我们将执行以下任务:3.1 材料准备我们将准备所需的安装材料,包括报警器、电缆、接线盒和安装附件等。
所有材料均应符合相关的安全标准和规范。
3.2 报警器安装按照布局设计中确定的位置,我们将进行报警器的安装。
安装过程中,我们将确保报警器固定牢固、线路连接正确、接地可靠,并进行必要的测试和校准。
3.3 电气连接我们将根据电气设计,进行电气连接。
这包括将报警器与电源和控制系统连接,并进行必要的绝缘和接地措施。
4. 维护阶段为确保报警器的长期可靠运行,我们将制定维护计划,并执行以下任务:4.1 定期检查定期检查报警器的工作状态和性能。
这包括检查电气连接是否正常、传感器是否灵敏、报警器是否响应迅速等。
4.2 清洁和校准定期清洁报警器,去除灰尘和污垢,以保持其灵敏度和准确性。
必要时,进行传感器的校准,以确保其准确测量可燃气体的浓度。
可燃气体报警器施工方案1. 引言可燃气体报警器是一种用于监测室内可燃气体浓度的安全设备,一旦检测到可燃气体超过设定阈值,即会发出报警信号以提醒人们采取相应的措施。
本文档将介绍可燃气体报警器的施工方案,包括设备选型、安装位置选择、安装步骤等。
2. 设备选型在选择可燃气体报警器时,需要考虑以下几个因素:2.1 灵敏度根据所需监测的可燃气体种类,选择相应的报警器。
不同种类的气体具有不同的压力、浓度等特性,选择适合的报警器可以提高监测的准确性和及时性。
2.2 报警方式可燃气体报警器的报警方式一般包括声音报警和光闪烁报警。
根据实际需要,选择适合的报警方式,以便在发生报警时能够引起人们的注意。
2.3 供电方式可燃气体报警器一般分为插电式和电池式两种供电方式。
插电式报警器通过直接连接电源供电,而电池式报警器则使用内置的电池供电。
根据实际情况选择合适的供电方式。
3. 安装位置选择正确选择安装位置对于可燃气体报警器的性能和使用效果非常重要。
以下是几个需要考虑的因素:3.1 探测范围根据可燃气体的密度和设备的灵敏度,确定报警器的探测范围。
一般情况下,可燃气体的密度较大,因此报警器应安装在较低的位置,以便及早发现可燃气体的泄漏情况。
3.2 通风条件安装可燃气体报警器区域的通风条件也需要考虑。
如果报警器所处的区域通风较差,可能会导致气体浓度的积累,从而影响报警器的准确性。
因此,应选择通风条件良好的区域进行安装。
3.3 安装高度一般情况下,可燃气体报警器的安装高度应根据气体的特性来确定。
对于较轻的可燃气体,安装在较低的位置更容易探测到泄漏;对于较重的可燃气体,安装在较高的位置更容易探测到泄漏。
4. 安装步骤下面是可燃气体报警器的安装步骤:4.1 准备工作在安装前,确保已经选择了合适的报警器和安装位置,并准备好所需的工具和材料,如螺丝刀、电钻、螺丝、电线等。
4.2 安装报警器底座将报警器底座固定在选择的安装位置上,确保底座与墙面或天花板紧密贴合。
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气体检测电路原理如图2所示,由气敏传感器(探头)MC-112和电阻R W和电阻R 2、R 3组成平衡电桥检测电路,电压信号分别从电阻RW和探头的中点取出,被取出的电压信号被加到运放LM358的2(-)脚反相输入端和3(+)脚同相输入端;此时被取出的电压信号应相等。
在气敏传感器通电的情况下,在未检测到一定浓度的可燃气体时,气敏传感器的反应电阻不会发生任何反应和变化,这样从探头中点取出的电压信号也不会发生变化。
当在输入端加上+5 V电压时,经过3个二极管(IN4001),每个二极管的压降约为0.7 V,最后在探头两端的电压约为2.7~2.9 V,此时运放反相端2(-)的电压为1.4 V左右,同相端3(+)的电压也应为1.4 V左右;未探测到可燃气体时,差动运算放大器反相端和同相端的输入信号电压差几乎为零,那么此时差动放大器的输出端1,通过调节R W 使输出电压信号也接近于零。
当气敏传感器探测到一定浓度的可燃性气体泄漏时,在传感器元件上的催化剂使可燃性气体进行无焰燃烧,产生热量使感应电阻阻值发生变化,打破电桥平衡,产生了微小的电压差信号,此时差动运算放大器同相端3(+)的电位V 3+高于反相端2(-)的电位V 2-,经差动运算放大器放大后输出的差模电压信号为3.5 V左右,由公式(1)可算出差动运算放大器输出端的电压值。
可燃性气体的浓度变化时所对应输出电压的变化:气体浓度↑→V 3+↑→(V 3+-V 2- )↑→V o↑,由差动运算放大器的反相输入端和同相输入端输入信号分别为V 2-和V 3+时输出电压为[2]:Vo=-400V2-/1+(1+400/1)[100/(1+100)]V3+≈400(V3+-V2-)图2气体检测电路原理图1.2.3 主控单元电路主控单元电路如图3所示[3],微处理器采用AT89C51。
A/D转换芯片采用ADC0809,ADC0809的时钟信号CLK由89C51的ALE信号提供。
系统晶振采用4 MHz,图中加在ADC0809的ALE(及START)端的正脉冲宽度大于250 ns,满足ADC0809对ALE引脚信号的要求。
检测到的气体浓度信号即电压信号经放大、滤波后送到ADC0809的模拟量输入端IN0。
由于单片机为8位处理器,当输入电压为5 V时,ADC0809输出数值为255(FF H),因此单片机最大数值分辨率为0.019 6 V,测试时电压数值的变化一般以0.02 V的电压幅度变化。
如果要获得更高的精度,应采用12位的A/D转换器,但对于报警器而言这种精度完全满足要求。
根据所测得的电压值基本上要比标准值偏大0.01~0.02 V,可以通过校正ADC0809的基准电压来解决,因为该系统设计时直接用+5 V的供电电源作为基准电压,所以电压可能有偏差。
另外,也可用软件编程来校正测量值。
ADC0809的直流输入阻抗为1 MΩ,能满足一般的电压测试需要,另外经测试ADC0809可直接在2~5 MHz的时钟频率下工作,这样可以省去分频器。
图3主控单元电路图1.3 声光报警及继电器控制电路1.3.1 声光报警电路声光报警电路如图4所示,工作指示灯为绿灯闪烁,其工作状态的控制由P1.1来完成。
通过软件的设置,从P1.1输出一方波来控制三极管VT1的通断,从而控制工作指示灯的闪烁。
当泄漏气体的浓度达到某一值时,由软件将P1.3置1,此时三极管VT3导通,红色报警灯亮,同时蜂鸣器发出报警声。
红灯和蜂鸣器构成报警部分。
在电路通过软件置位P1.2=1时,黄灯亮表明电路出现故障。
图4 声光报警电路图继电器控制电路如图5所示。
该电路由继电器K1和K2、排气扇、电磁阀等组成。
当泄漏气体浓度达到一定值时,通过软件将P1.4、P1.5置1,此时三极管VT4、VT5均导通,继电器K1、K2工作,其常开触点闭合,排气扇工作,进行换气,电磁阀电路接通,将气体管道关闭。
当气体浓度下降到某一值时,也可以通过软件将P1.4、P1.5清零,此时三极管VT4、VT5均截止,继电器K1、K2停止工作,常开触点断开。
关闭排风扇和电磁阀电路,排风扇停止工作,气体管道打开。
指示灯:应采用发光二极管,应以颜色标记。
红色表示报警信号,黄色表示故障信号,绿色表示电源工作正常。
所有指示灯应清晰地标注功能,在一般环境光线下,指示灯在距其正前方3 m处应清晰可见。
电磁继电器:接点宜采用双接点结构。
继电器应用封闭式,不得由一接点同时控制探测器内部及外部电路。
电子元器件:应进行三防(防潮、防霉、防盐雾)处理。
音响器件:在额定电压下,音响器件在距其正前方1 m处的声压级(A计权)应小于70 dB,不大于115 dB,在85 %额定工作电压条件下,音响器件应能发出声响。
开关和按键:开关和按键应坚固、耐用并清晰地标注出其功能。
探测器外壳应选用不燃烧材料和难燃烧材料(氧指数≥32)。
可燃气体报警器的设计图5继电器控制电路2 软件设计对应的电压峰值,该数值大于或等于报警峰值时表示检测电路出现故障,这时置位P1.2=1(黄灯亮,蜂鸣器叫)表示电路出现故障。
本系统的软件设计以C语言为基础,可以在执行的开始和过程中,根据气体爆炸下限的不同修改报警临界值,增大了使用的范围[4]。
系统主程序流程图如图6所示。
开始让气敏元件预热一段时间,时间可以根据气敏元件的不同进行调整(本设计中的探头预热约5 min),延时用循环程序实现,同时在循环首尾位置分别使P1.1置1、复0,可实现绿灯闪烁。
在系统中设置一个按键用P3.2来控制,用来检测报警器报警功能是否正常,若键被按下则置位P1.3=1(红灯亮同时蜂鸣器叫),表示报警器正常响应时间在 30 s以内。
使P1.1始终保持置1,使绿灯常亮,表示电源处于正常的供电状态。
从A/D转换器读取转换值与预先设定的电压值进行比较,根据事先建立好的浓度和电压对应的关系:气体浓度不同时所对应的电压值不同,查找出与浓度所对应电压值时的报警点。
根据不同的可燃气体的爆炸下限不同,设置报警器报警时对应的最小可燃气体浓度值[5],若大于或等于此值则置P1.3=1(红灯亮、蜂鸣器叫),同时置位P1.4=1(打开排风扇)和P1.5=1(关闭电磁阀),并显示气体浓度达真实值90 %,响应时间30 s以内。
设定一个电压值,该电压值高于气体浓度所对应的电压峰值,该数值大于或等于报警峰值时表示检测电路出现故障,这时置位P1.2=1(黄灯亮,蜂鸣器叫)表示电路出现故障。
3 本装置可燃性气体报警器安装与调试的注意事项由于其成本特低,因此,也可推广到普通家庭,作为燃气洗澡装置和厨房可燃气的泄漏报警器。
只要将其安装在燃气装置附近(相距1 m以内效果最好)即可实现自动泄漏报警。
安装时,应注意不要将装置安放在通风口处。
4 结语当今社会,出现许多种可燃气体报警器,而这些产品大都是针对煤气的泄漏作相应的报警,即为家庭式。
但是随着社会的发展,煤气报警器也在由单一的家庭式发展为小区监控。
对某个区域的燃气泄漏进行监控,这是今后的发展趋势。
随着人民物质生活水平的提高,燃气使用率不断增加,对于燃气泄漏的检测越来越引起大家的重视,我国许多城市已制定了一些新建住宅必须安装燃气泄漏报警器的相关规定,该型可燃气体报警器是针对以上问题开发的一种安全装置,该报警器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,是城市燃气工程中所必需的产品,所以市场前景良好,同时这也为城市居民使用燃气解除了后顾之忧。
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