整体电路中,数据采集模块中的气体检测元器件上考虑到MQ-2传感器[2]的优点选择它为气体传感器元件,模数转换器上用ADC0808转换器进行连接。电路工作中气体传感器将接触到的各种燃气浓度转化为模拟电信号,然后与转换器连接,再经过转换器转换为数字信号。这样的数字信号在AT89C51单片机[3]中就可以进行数据分析处理。由单片机判断燃气浓度是否满足条件,如果燃气浓度超标,报警器立刻启动报警电路发出报警声音和灯光效应并且风扇开始排气,这样就可以安全防止出现事故。
1.燃气泄漏报警的总体设计
1.1燃气泄漏报警器设计
燃气泄漏报警器有五部分组成:信号采集部分、数据转换部分、电路控制部分、 声光报警部分、风扇通风排气部分。
燃气报警器的信号采集部分又有气体传感器、模拟放大器两部分组成。在电路中的气体传感器[4]可以检测气体的燃气浓度然后转换为模拟电信号形式。然后模拟转换电路将模拟电信号转化为数字信号,进而将数字信号传给单片机。单片机进行数字信息分析处理,然后进行判断。如果气体中燃气浓度超标,单片机就可以进行控制报警器和风扇。报警装置通过声音和灯光信息进行报警。风扇排气使室内燃气气体浓度降下来。
1.2 气体传感器的选型
气体传感器的选择非常重要,它的好坏决定着系统的灵敏度以及稳定性。因此在选择气体传感器上要多方面考虑。在电路图中气体传感器运行时其实就是一种转换器,它的作用是将气体中的浓度信号转换为一种对应的电信号。相应的电信号再经过A/D转换电路[5],转换器将模拟信息转换成数字信息送到单片机中。然后单片机进行信息分析处理,来实现系统是否报警。因此信号采集部分在整个控制电路中起关键作用。
1.2.1气体传感器介绍
天然气、液化石油气、煤气这三种气体日常生活中经常用到燃气。经过燃气成分分析在天然气中基本成分为烷烃类,其中很大一部分是甲烷。煤气的主要成分中是氢气和一氧化碳。那种用罐体封装的液化石油气中主要成分为丙烷和丁烷。有这三种燃气气体成分可知它们并不相同。在一般情况下气体传感器是只能对几种气体有反应,也就是说没有气体传感器对所有的气体敏感。因此在选择燃气气体传感器上要注意这点。
下面来看下各类气体传感器及其可检测的气体种类来分析我们具体用哪种气体传感器
表1.各种气体传感器的检测效果
五类气体传感器 CO CO2 H2S NH3 HCN HCl CO
Cl2 CI2 SO2 O2 CH4 C3H2 H2 H2O
半导体气体传感器 ○
注:○好 ◎不太好
1.2.2气体传感器的选定
通过对比上表中的传感器可以看出半导体气体传感器和接触燃烧式传感器用来检测甲烷、丙烷以及氢气效果都比较好。根据我国的实际情况家庭燃气多为天然气、煤气和液化石油气。因此经过燃气的成分分析选用这两种气体传感器比较好。
但是接触燃烧式传感器在实际工作中,会和燃气气体中含有硫化氢等含硫气体的情况下发生反应,会有些固态物质附着在催化元件表面上,这样就会阻塞载体的微孔,因此会严重影响了元器件的灵敏度低。如果想要传感器正常工作,需要定期更换接触式传感器。这样一来就会大大加大使用成本。 AT89C51单片机燃气泄漏报警器设计+电路图(2):http://www.751com.cn/yanjiu/lunwen_36330.html