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。

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。
元器件清单见下表:
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。
元器件清单见下表:
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编 号
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名 称
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型 号
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数 量
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R1、R2
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电阻
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510Ω (需调整)
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2
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R3
|
电阻
|
1K (需调整)
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1
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R4
|
电阻
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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
|
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HTD
|
压电轰鸣器
|
加助声腔
|
1
|
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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。
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。
