精品资料（2021-2022年收藏）红外家用烟雾报警装置设计

1、2008级测试技术课程设计测试技术课程设计报告书姓 名*学 号*院、系、部电气系专 业自动化目 录1 目录11 课程设计任务书22 概述32.1摘要32.2 关键字32.3课程设计控制要求32. 4所需设备及器件43 红外家用烟雾报警装置设计53.1设计电路图53.2 设计原理54 总结与展望85 参考文献9课程设计任务书题目 红外家用烟雾报警装置学生姓名*学号*班级*专业自动化承担指导任务单位指导教师姓名*是否制作实物 是一、主要内容利用红外传感器制作一个简单家用烟雾报警装置：二、基本要求1实现基本功能，画出设计电路图；2完成3000字设计报告；3提示：（1）：利用红外传感器，而非气敏传感器

2、；（2）：当空气中有烟雾时，警笛响，无烟雾或浓度低报警消除；（3）：在接三极管前现需要对桥式电路的输出电压信号放大三、主要技术指标（或研究方法） 工作电压 ±6V 考虑采用9561芯片配合器件发出火警声 教研室主任签字时间 年 月 日2 概述2.1 摘要随着科学技术的发展，红外传感技术正向着各个领域渗透，特别是在测量、家用电器、安全保卫等方面得到了广泛的应用。“烟雾报警器”是由两个部分组成：一是一台用于检测烟雾的感应传感器，二是一只声音非常响亮的电子扬声器，一旦发生危险可以及时警醒人们。近年来性能优良的红外光电器大量出现。以大规模集成电路为代表的微电子技术发展，使红外线的发射、接收以

3、及控制的可靠性得以提高，从而促进了红外传感器的迅速发展。随着现代家庭用火、用电量的增加，家庭火灾发生的频率越来越高。家庭火灾一旦发生，很容易出现扑救不及时、灭火器材缺乏及在场人惊慌失措、逃生迟缓等不利因素，最终导致重大生命财产损失。烟雾传感器主要用于火灾的发生，在发生燃烧前产生烟雾时，能及时发出报警，避免火灾的蔓延扩大。烟雾传感器主要用于家庭、楼房、商场等场所的消防预警。检测烟雾的期间为烟雾传感器，通常有离子化传感器和光电感传感器两种，如专用烟雾传感器、红外线接收管等。2.2 关键字TS-0886 电位器RP U850 信响器 发射管VD1 接收管VD2 2.3 课程设计控制要求 红外辐射本质

4、上是一种热辐射。红外传感器是基于红外线辐射原理，红外线的波长在0.76 微米到1000 微米之间，频率的范围为3*1011到4*1014之间。任何物体，只要它的温度高于绝对零度，就会向外部空间意外的方式辐射能量。红外传感器是利用红外辐射实现相关物理量测量的一种传感器。1利用红外传感器制作一个简单家用烟雾报警装置，实现基本功能，画出设计电路图；2设计提示：（1）：利用红外传感器，而非气敏传感器；（2）：当空气中有烟雾时，警笛响，无烟雾或浓度低报警消除；（3）：在接三极管前现需要对桥式电路的输出电压信号放大3.主要技术指标（或研究方法） 工作电压 ±6V 考虑采用TS-0886芯片配合器

5、件发出火警声2.4 所需设备及器件电阻 TS-0886 电位器RP 达林顿管U850 信响器 发射管VD1 接收管VD2 导线 电容3 红外家用烟雾报警装置设计3.1 设计电路图3.2设计原理传感部分采用红外线发射、接受对管。红外接收管VD2与发射管VD1相对安装，使他们能够相互收发信号。没有烟雾时，VD2接收到发射过来的红外线信号较强，转换为较强电信号，即三极管基极获得高电平，触发三极管导通，电位器分压很小，流过电位器RP的电流也很小，输出为低电平，放大三极管不能导通，无法触发TS-0886芯片；当空气中有烟雾并达到一定浓度时，由于烟雾颗粒具有折射作用，会使红外信号消弱，三极管不能导通，阻值

6、很大，即电位器分压较大，输出高电平信号，向电容C2充电，直至C2上电压达到放大三极管的导通电位（约0.7V），放大三极管导通驱动集成芯片TS-0886控制扬声器发声报警。当烟雾下降到一定浓度时，变为低电平，使放大三极管截止，报警消除。 (1)传感部分采用红外线发射、接受对管。红外接收管VD2与发射管VD1相对安装，使他们能够相互收发信号。没有烟雾时，VD2接收到发射过来的红外线信号转换为电信号，经过非门后，流过电位器RP的电流很小，输出为低电平，达林顿管U850不导通;当空气中有烟雾并达到一定浓度时，由于烟雾颗粒具有折射作用，会使红外信号消弱，输出低电平信号，经过非门的作用，使流过电位器RP的

7、电流突然增加，得到高电平，向电容C2充电，直至C2上电压达到U850的导通电位（约1.4V），U850导通驱动集成芯片TS-0886控制扬声器发声报警。当烟雾下降到一定浓度时，变为低电平，使U850截止，报警消除。 (2) 红外辐射本质上是一种热辐射。任何物体，只要它的温度高于绝对零度，就会向外部空间意外的方式辐射能量。红外线作为电磁波的一种形式，红外辐射和所有的电磁波一样，是以波的形式在空间直线传播的，具有电磁波的一般特性，如反射，折射，散射干涉和吸收等。 红外传感器是利用红外辐射实现相关物理量测量的一种传感器。红外传感器的构成比较简单，它一般是有光学系统，探测器信号调节电路和显示单元等部分

8、组成。其中，红外探测器是红外传感器的核心部件。红外线在大气中传播时，由于大气中不同的气体分子、水蒸气、固体颗粒和尘埃等物质对不同波长的红外线都有一定的吸收和散射作用，形成不同的吸收带，成为“大气窗口”，从而会使红外辐射在传播过程中逐渐减弱。 使用红外传感器应注意的问题：1） 首先要了解它的性能指标和应用范围，掌握它的使用条件。2） 注意其使用工作温度。一般选择能在室温工作的红外传感器，使用方便、成本低廉，便于维护。3） 一般情况下，红外传感器有一个最佳工作点，只有在最佳偏留工作点时，红外传感器的信噪比最大，实际工作点最好稍低于最佳工作点。4） 选用适当的前置放大器与红外传感器相匹配，以获得最佳

9、的探测效果。5） 调制频率要与红外传感器的频率响应要匹配。6） 红外传感器的光学部件不能用手去摸、擦，防止损坏与玷污。7） 红外传感器在保存时要注意防潮、防震和防腐蚀。(3)所需设备型号：TS-0886、电位器RP、信响器、发射管VD1、接收管VD2、导线、电容、电阻二极管、三极管(4)器件作用：红外传感器：根据红外传感器的大气衰减原理，即待测目标的红外辐射通过地球的大气层时，因为气体分子和各种溶胶粒的散射和吸收，将使得红外源发出的红外辐射发出衰减。传感部分采用红外线发射、接受对管。TS-0886：为驱动控制音乐芯片，控制扬声器发声报警达林顿管U850：达林顿管是一重复合管，他将两个管串联，第

10、一个管子的发射极接第2个管子的基极，所以达林顿管的放大倍数是两个管放大倍数的乘积。所以他的特点是放大倍数非常高，达林顿管的作用一般是在高灵敏的放大电路中放大非常微小的信号。信响器：发出报警信号的喇叭发射管VD1：发射红外线的发射二极管接收管VD2：接收光信号的感光二极管电位器RP：调节电流大小 (5)红外传感器的应用红外探测器的主要应用有红外测温、红外成像、红外分析仪、红外无损检测、红外侦察等等。红外测温可以远距离对非接触物体的测量，且响应快、灵敏度高、准确度高等优点。传感器之家有很多红外测温的产品，可以看看产品详细信息。红外成像是根据物体内部温度分布情况来确定物体的外形。红外成像器件有红外变

11、像管、红外摄像管、集成红外电荷耦合器件。红外分析仪主要有红外气体分析仪、红外分光光度计、红外光谱仪等。红外无损检测是对热流或热量的测量来确定材料内部的缺陷，它还适用于一些超声波或X 射线无法测量的场合。4 总结与展望本文设计应用中，主要进行了以下几方面的工作: (1) 光信号如何转换成电信号； (2) 发射管与接受管的位置应该怎样安排；(3) 如何实现微弱信号的放大；(4)如何将谐波滤掉；(5) 如何驱动信响器发出报警声等问题。本文通过对红外家用烟雾报警装置设计过程及分析得出如下结论:经过这次小学期的设计过程，使我对传感器有了更深层次的理解。特别是红外线传感器的应用技术越来越成熟。以大规模的集成电路为代表的微电子技术的发展，是红外线的发射接受以及控制的可靠性得以提高，从而促进了红外传感器的迅速发展。经过老师的细心点拨和我们小组的团结协作精神，最终我们攻克了一个个难题。这次小学期使我懂得勤于思考、善于发现、团结协作、勤于动手是这次设