基于QM-N10制作家用瓦斯报警器

接线图 2024年01月30日 11:32 166 admin

　　传感器是一种物理装置或生物器官,能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾),并将探知的信息传递给其他装置或器官.
　　压控振荡器(voltage-controlled oscillator)指频率是输入信号电压的函数的振荡器VCO.其特性用输出角频率ω0与输入控制电压uc之间的关系曲线来表示.uc为零时的角频率ω0,0称为自由振荡角频率;曲线在ω0,0处的斜率K0称为控制灵敏度.使振荡器的工作状态或振荡回路的元件参数受输入控制电压的控制,就可构成一个压控振荡器.在通信或测量仪器中,输入控制电压是欲传输或欲测量的信号(调制信号).人们通常把压控振荡器称为调频器,用以产生调频信号.在自动频率控制环路和锁相环环路中,输入控制电压是误差信号电压,压控振荡器是环路中的一个受控部件.压控振荡器的类型有LC压控振荡器、RC压控振荡器和晶体压控振荡器.对压控振荡器的技术要求主要有:频率稳定度好,控制灵敏度高,调频范围宽,频偏与控制电压成线性关系并宜于集成等.晶体压控振荡器的频率稳定度高,但调频范围窄,RC压控振荡器的频率稳定度低而调频范围宽,LC压控振荡器居二者之间.
　　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

　　该装置电路工作原理见图1,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.
　　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.可实地试验,调整R3至所要求的报警浓度点时报警.