报警控制中的家用瓦斯报警器电路

接线图 2023年10月21日 14:49 178 admin

CD4011 9013 QM-N10

家用瓦斯报警器

　　家庭使用液化气、煤气作燃料的越来越多，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。本文介绍的这种瓦斯报警器适用于天然气、煤气、液化石油气等泄漏报警。
　　工作原理

报警控制中的家用瓦斯报警器电路第1张

　　该装置电路工作原理见图1（点此下载原理图）。它是由电源电路、传感器电路、压控振荡器电路及报警电路等组成。220V市电经电源变压器T1降压至5.5V左右，不用整流、滤波直接作为气敏半导体传感器QM－N10的加热电压。控制电路的供电则是由U全桥整流、C1滤波后供给的。QM－N10气敏半导体传感器在洁净空气中的阻值大约有几十kΩ，接触到有害气体时，电导率增大，电阻值急剧下降，下降幅度与瓦斯浓度在0.5%以下成正比。由与非门IC1A、IC1B构成一个门控电路，IC1C、IC1D组成一个多谐振荡器。当QM－N10气敏传感器未敏感到有害气体时，由于电导率极小，IC1A②脚处于低电位，IC1A的①脚处于高电位，故IC1A的③脚为高电位，经IC1B反相后其④脚为低电位，多谐振荡器不起振，三极管VT2处于截止状态，故报警电路不发声。
　　一旦QM－N10敏感到有害气体时，其电导率增大，阻值急剧下降，在电阻R2、R3上的压降使IC1A的②脚处于高电位，此时IC1A的③脚变为低电平，经IC1B反相后变为高电平，多谐振荡器起振工作，三极管VT2周期地导通与截止，于是由VT1、T2、C4、HTD等构成的正反馈振荡器间歇工作，发出报警声。与此同时，发光二极管LED1闪烁。从而达到有害气体泄漏告警的目的。
　　元器件选择与制作
　　元器件清单见下表。

编　号	名　称	型　号	数　量
R1、R2	电阻	510Ω （需调整）	2
R3	电阻	1K （需调整）	1
R4	电阻	2M （可调整延迟时间）	1
R5	电阻	3.6M	1
R6	电阻	470Ω	1
R7	电阻	2.2K	1
R8	电阻	10K	1
R9	电阻	150K	1
R10	电阻	270Ω	1
R11	电阻	330Ω	1
C1、C2	电解电容	470u/16V	2
C3	涤纶电容	0.1u	1
C4	涤纶电容	0.047u	1
U	整流全桥	1A/50V	1
VD	开关二极管	IN4148	1
DW	稳压二极管	5.1V	1
LED1、LED2	发光二极管	红、绿各1个	2
VT1、VT2	晶体三极管	9013	2
IC1	与非门	CD4011	1
QM	气敏传感器	QM－N10 （性能见表后文字）	1
HTD	压电轰鸣器	加助声腔	1
T1	电源变压器	5.5V	1
T2	脉冲变压器	自制	1

　 QM－N10是一种高灵敏度、高稳定性的有害气体传感器，其主要技术参数如下：
　　响应时间：≤10s
　　恢复时间：≤60s
　　加热电压：5V ± 0.5V
　　加热功率：≤0.5W（加热丝冷态电阻为50Ω ± 2Ω)
　　抗干扰能力：丁烷报警浓度设在0.3%时在下述条件下不会误报警：温度为-10－+50℃；湿度为≤95%RH。
　　T1采用3－5W、5.5V电源变压器；T2采用8∶1的半导体收音机输出变压器，倒过来用即可。HTD采用Φ＝27mm的压电陶瓷片，要求加装共振助声腔。
　　由于QM－N10气敏半导体传感器在开机时，约有10分钟的预热期，在这个时间内易产生不稳定因素，导致误报，因此在电路的设计上有一个开机延时电路，它由R4、C2构成，调整R4，使延时时间在10分钟左右即可。电阻R2、R3的阻值决定了电路的报警起控点。将气敏传感器置于浓度为0.3%的丁烷气样中，调整R3的阻值，使电路处于报警临界点即可。最后可实地试验，调整R3至所要求的报警浓度点时报警。

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