煤气泄漏报警器系统设计方案(课程设计方案)正文

中州大学工程技术学院毕业论文〔电工教研室〕题目：家庭煤气泄漏报警器设计092班设计人：……….学号：……………指导教师：………410日名目4第一章概述6课题争论背景、目的6方案设想7其次章总体方案设计88910方案比较11方案选择12第三章单元电路设计13电源电路13气敏探测电路13电子开关电路14报警电路15开放式空气负离子发生器16单元模块的联接17第四章系统的调试18电源电路的调试19气敏探测电路的调试19电子开关电路的调试19报警电路的调试20开放式空气负离子发生器的调试20煤气泄漏报警电路的整体调试20第五章系统的功能及参数21系统的功能21系统的参数22第六章软件介绍2224参考文献259附录煤气泄漏报警电路26家庭煤气泄漏报警器设计内容摘要近年来，全国燃气行业进展迅猛，液化气、自然气、煤制气等城市燃气作为清洁能源已在工商业和城镇居民用户中得到广泛应用，特别是随着“西气东输”工程的快速进展，燃气行业进展潜力巨大。城市燃气的普及与应用无疑对改善城市的环境质量和提高居民的生活质量发挥了巨大的作用。但是随着燃气的广泛应用，由于燃气泄漏所引发的爆炸、中毒和火灾事故也时有发生，这在某种程度上增加了城市的担忧全和不稳定因素。为了使燃气更好地造福于民，造福于社会，削减并杜绝各种因燃气泄漏而引发的爆炸及火灾事故，各燃气使用单位及居民用户选择一种适合的煤气报警器实为必要之举。本次课程设计的题目是煤气泄漏报警电路，煤气泄漏报警电路是用于当煤气泄漏到达确定危害浓度时就马上发出报警,它在实际生活中有着格外广泛的应用。本次设计中应用了多种数字电路,如电源电路、气敏探测电路、电子开关电路、报警电路等。我子设计的方法有确定的了解,为今后的学习和工作打下确定的根底。关键词：报警电路气敏探测1AbstractInrecentyears,rapiddevelopmentofthenationalgasindustry,liquefiedpetroleumgas,naturalgas,coalgasandothercitygasasacleanenergyhasbeeninthebusinessandurbanresidentialcustomershasbeenwidelyused,especiallywiththe“westtoEastGasTransmission“projectoftherapidprogress,developmentofgasindustryhasgreatpotential.Popularizationandapplicationofcitygaswillnodoubtimprovethecity”senvironmentalqualityandimprovethequalityoflifeoftheresidentshasplayedthehugerole.Butwiththeextensiveuseofgas,duetogasleakcausedanexplosion,poisoningandfireaccidentshavealsooccurred,inparttoincreasethecity”sinsecurityandinstability.Inordertobetterbenefitofgastothepeople,thebenefitofsociety,toreduceanderadicateduetogasleakcausedtheexplosionandfireaccidents,theuseofthegasunitandresidentialcustomerstochooseasuitablegasalarmisindeedanecessity.Thecoursedesignisthesubjectofagasleakalarmcircuit,agasleakalarmcircuitwhichisusedwhenthegasleakageconcentrationreachesacertainhazardswillimmediatelysendoutalarminreallife,ithasaverywiderangeofapplications.Thisdesignappliedtoavarietyofdigitalcircuit,suchasapowercircuit,agas-sensitivedetectioncircuit,anelectronicswitchingcircuit,alarmcircuit.Ibelievethatthroughthecurriculumdesign,Iwillfurtherdeepentheunderstandingofdigitalcircuit,butalsoontheelectronicdesignmethodhasacertainunderstanding,learningforthefutureandlayafoundation.Keywords:gasdetectionalarmcircuit人的生存离不开空气，人的一生大约有80%的时间是在室内度过的，室内环境质量的好坏影响着人们的身心安康。室内的有害气体来源有来自装修不当造成的甲醛、氨气、氡气、苯、放射性物质的释放，而这些气体在装修时加以留意，完全可以削减其排放量，从而不至于影响人的安康状况。室内存在的有害气体的另一主要来源为可燃性气体的泄漏，主要可分为自然气泄漏、液化气泄漏和煤气泄漏。氧化碳中毒。液化气泄漏危害也不易小视，液化石油气是石油产品之一。英文名称liquefiedpetroleumgas，简称LPG(包括油田伴生气)加压、降温、液化得到的一种无色、挥发性气体。由炼厂气所得的液化石油气，主要成分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯，同时含有少量戊烷、戊烯和微量硫化合物杂质。由自然气所得的液化气的成分根本不含烯烃。液化石油气主要用作石油化工原料，用于烃类裂解制乙烯或蒸气转化制合成气，可作为工业、民用、内燃机燃料。其主要质量把握指标为蒸发剩余物和硫含量等，有时也把握烯烃含量。液化石油气是一种易燃物质，空气中含量到达确定浓度范围时，遇明火即爆炸。自然气主要成分是烷烃，其中甲烷含量在95%以上。人所赖以生存的空气中有大约20%的氧气，假设人的生活空间是封闭空间，氧气淡薄，人会因氧气缺乏，导致窒息、昏迷，有心脑血管疾病的人将会危及生命。室内自然气泄漏会使室内空气中的氧气相对淡薄，由于自然气是无色无味，人很难觉察到，尤其当人处于睡眠状态时，自然气的泄漏就更加危急，甚至会使人窒息。自然气的另一危急是当空气中的自然气含量到达确定含量时，遇到明火就会产生爆炸，危及人的生命:系统设计，硬件设计和软件设计。由于系统承受模块设计法，所以便利对各电路模块功能进展逐级具体测试。.系统设计查找资料，确定家用自然气和液化气报警系统的设计方案，画出系统的总框进展进一步分析调整，整体出完整的思路方案。.硬件设计依据设计好的系统方案，选择出最适合本系统的各个环节的芯片、气体传感器等；依据元件实际状况，选择最好的布局，布局要求合理，美观，有用。待一切预备就绪，做出实物。.软件设计C语言进展编程，按要实现的功能对程序进展调试整体，得出软件程序。该自然气和液化气泄漏报警器多应用安装于居民住宅或工厂对自然气，LPG〕丙烷、丁烷的检测装置，用于智能探测自然气、液化气的浓度并显示温度方案一该方案主要由电源电路、气敏探测电路、电子开关电路、报警电路及开放式15V的直流稳压电源；气敏探测电路负责探测煤气浓度及将其转化为电信号；空气负离子和臭氧，使排放的过多的ＣＯ气体与臭氧Ｏ３化合成对人体无毒害2.1所示。电源电源电路气敏电子开关电路报警电路开放式空气负离子发生器2.1方案一原理框图方案二该方案主要由电源电路、气敏探测电路、信号放大器、报警器、自动关闭煤气装置电路等五局部组成。在本方案中，电源电路负责给整个电路供给15V的直流稳压电源；气敏探测电路负责探测煤气浓度及将其转化为电信号，并将采集到的信号传给信号放大器；信号放大器主要负责将接收到的信号放大，并分别传输给报警器和自动关闭煤气装置电路；报警器主要负责当煤气浓度到达确定的危害程度时马上发出报警；自动关闭煤气装置电路负责当煤气浓度到达确定的危害程度时马上关闭煤气装置，使其停顿工作。其原理框图如图2.2所示。电源电源电路气敏信放器号大报警器自动关闭煤气装置电路2.2方案二原理框图方案三该方案主要由电源电路、气敏探测电路、单片机局部、报警器、自动关闭煤气装置电路等五局部组成。在本方案中，电源电路负责给整个电路供给15V的直流稳压电源；气敏探测电路负责探测煤气浓度及将其转化为电信号，并将采集到的信号传给单片机局部；单片机局部主要负责处理接收到的信号，并将处理后的信号分别传输给报警器和自动关闭煤气装置电路；报警器主要负责当煤气浓度到达确定的危害程度时马上发出报警；自动关闭煤气装置电路负责当煤气浓度到达确定的危害程度时马上关闭煤气装置，使其停顿工作。其原理框2.3所示。电源电源电路气敏单机分片部报警器自动关闭煤气装置电路2.3方案三原理框图方案比较差异。方案一承受了电源电路、气敏探测电路、电子开关电路、报警电路及开放式空气负离子发生器等五局部来实现报警功能。方案二承受了电源电路、气敏探测电路、信号放大器、报警器、自动关闭煤气装置电路等五局部来实现报警功能。方案三承受了电源电路、气敏探测电路、单片机局部、报警器、自动关闭煤气装置电路等五局部来实现报警功能。三种方案的主要区分在于：方案一承受了开放式空气负离子发生器来处理泄漏出的煤气，不仅关闭了煤气装置，还通过自动产生的空气负离子和臭氧，使排放的过多的ＣＯ气体与臭氧Ｏ３２，即时解决了煤气泄漏的问题，具有人性化的处集到的信号时承受了单片机，通过单片机的高集成性来处理采集到的信号。方案选择现了人性化的自动治理，因此最终我选择了方案一来作为本次设计的方案。电源电路电源电路由变压器T1、整流桥VC、串联型晶体管稳压电路〔由三极管VT2〕3.1所示。T1VC晶体管稳压电路〔VT1、VT2〕12V3.1电源电路构造图气敏探测电路MQ-N5RP1RP2R5H3.2所示。在该电路中H起稳定气敏元件灯丝的电流作用，以使报警器工作稳定、牢靠。由于灯丝电阻随温度〔即通过的电流〕而正比变化。温度高，电阻大，致使流过灯丝的电流减小；反之，电流增大，从而确保灯丝电流的稳定。分流电R5H〔白炽化时就失去稳流作用〕。气敏元件预热数分钟后，在清洁的空气中，测量极A-AB-BRP2，B-B近为零〔RP2〕，当气敏元件遇到煤气后，A-AB-BB-B端的电位则上升。利用B-B端的电位去把握电子开关电路。RP1RP1100f MQ-N5ABf86RPR气敏探测电路3.2气敏探测电路构造图电子开关电路A1VT33.3所示。〔A17〕为低电寻常，2VT37A2，VT3KA合，其常开触点闭合，接通负离子发生器的电源，使它投入工作。3.3电子开关电路构造图报警电路A2VHBA23.4所示。电路工作时，扬声器发出“嘀”的声音，VH发光。当煤气泄露故障排解后，电路自动恢复。3.4报警电路构造图555定时器的根本电路构造及其工作原理。TTLCMOS电路构泛的应用。555定时电路构造如以以以下图所示。3.5555开放式空气负离子发生器开放式空气负离子发生器由双向晶闸管V、二极管VD1～VD2、升压变压器R11～R13C5～C73.6工作时，市电经R10、C6分压，在V的第一电极和其次电极加有电压。VD1、C5R11R11、C5，C6C78V，VC5C5V上，VVD1V，使其导通。T2级绕组与C7组成一个LC振荡电路就产生一个衰减式自由振荡，其频率约725HzT2VD2静电高压，于是就电离出空气负离子和臭氧沿着电力线向四周集中开来。图中，R13放电火花，所以不会发生煤气爆炸事故。3.6开放式空气负离子发生器构造图单元模块的联接电源电路与气敏探测电路之间的联接。在设计中，电源电路是由变压器T1、整流桥VC、串联型晶体管稳压电路〔VT1、VT2〕220VT1VC整流、串联型晶体管稳压电路〔由三极管VT1、VT2成〕稳压后，为整个电路供给12V直流电源，而气敏探测电路负责探测煤气浓度及将其转化为电信号。气敏探测电路与电子开关电路之间的联接。在整体电路中，气敏探测电路由气敏元件 MQ-N5、电位器RP1、电位器RP2、电阻R5和指示灯H组成，其作用是负责探测煤气浓度及将其转化为电信施密特集成电路A1和三极管VT3组成，其作用是接收气敏探测电路传输出的信号并将其转化为各种把握信号，再传输给其它电路元件，在整个电路中起到了枢纽的作用。电子开关电路与报警电路之间的联接。并将其转化为各种把握信号，而其中的一个信号就是用来供报警电路使用。块的分开调式，最终再进展整体调试。电源电路的调试在对电源电路局部调试时，先依据其原理框图画出其电路图，再进展调4和谐波，输出参数又包括输出电压、输出电流、稳压、稳流精度，通过调试觉察在最初设计时存在一些小问题，比方器件的参数选择不够到位，导致调试时的局部数据不够准确，但经过确定的调试后，各项指标都能到达要求。气敏探测电路的调试气敏探测电路的调试与其它模块有所不同，由于该局部具有很强的有用能从电路能否正常工作的角度动身，进展简洁意义上的调试。MQ-N5RP1RP2R5HH稳定、牢靠。由于灯丝电阻随温度〔即通过的电流〕而正比变化。温度高，电阻大，致使流过灯丝的电流减小；反之，电流增大，从而确保灯丝电流的稳R5H度〔白炽化时就失去稳流作用〕。气敏元件预热数分钟后，在清洁的空气中，A-AB-BRP2，B-B端的电压接近为零〔即RP2为调零电位器〕，当气敏元件遇到煤气后，A-A与B-B，B-BB-B开关电路。经过确定的调试保证了该局部电路的正常工作。电子开关电路的调试在对电子开关电路局部进展调试时，先依据其原理框图画出其电路图，再进展调试。在调试的过程中，主要思想是依据电子开关电路的主要性能指标有针对性的进展调试。电子开关电路的主要性能指标有输入参数、输出参数、协调性能指标和其他标准等4比方器件的参数选择不够到位，导致调试时的局部数据不够准确，但经过确定的调试后，各项指标都能到达要求。报警电路的调试在对报警电路局部调试时，先依据其原理框图画出其电路图，再进展调4报警时的声音大小和音质效果，而实际应用中要求报警器报警时必需保证声音足够洪亮，以保证用户准时实行相应的应急措施，另外就是报警时发出的声音的持续时间，这也很重要，假设持续时间短了，用户还没听到就玩了，这样也没到达报警的效果。通过调试觉察在最初设计电路时存在一些小问题，比方器件的参数选择不够到位，个别元件的选择也不够好等等，这样导致调试时的局部数据不够准确，但经过确定的调试后，各项指标都能到达要求。开放式空气负离子发生器的调试空气负离子发生器是利用高压电晕增加空气中负离子成份，从而改善了空学界得以广泛应用。本次设计用的是一种高效开放式负离子发生器，它承受可控硅逆变高压，160V～250V生器的特点，不能实现真正意义上的调试，只能进展简洁意义上的调试。通过调试保证了空气负离子发生器的正常工作。煤气泄漏报警电路的整体调试了整个电路的正常工作，同时也到达了最初设计的预期效果。系统的功能程度时就马上发出报警，它具体有以下一些功能：1、可以自动检测煤气浓度并自动报警。2、可以自动产生空气负离子和臭氧。害的ＣＯ２。4、可以把握煤气的排放量，空气成分变化的间隔时间可以自动调整。系统的参数立，因此需分别对各模块做参数记录。具体状况如下：VT1、VT2型晶体管稳压电路。气敏探测电路：气敏元件MQ-N5、电位器RP1、电阻R5和指示灯H。电子开关电路：JEC-2施密特集成电路A1和三极管VT3。555时基电路A2、发光二极管VH、扬声器B及阻容元件。VVD1～VD2、升压变T2R11～R13C5～C7。Protel99，Protel99Protel99Protel99Protel99是在桌面环境下第一个以独特的设计治理和团队合作技术为核心的全方位的印制板设计唯一的综合设计编辑窗口。Protel99软件沿袭了Protel以前版本便利易学的特点，内部界面与ProtelProtelINCASES你在设计周期里利用信号完整性分析可获得一次性成功和消退盲目性。Protel99简洁使用的特性就是的“这是什么”帮助。按下任何对话框右上角的小问号，然后选择你所要的信息。现在可以很快地看到特性的功能，然后用到设计中，按下状态栏末端的按钮，使用自然语言帮助参谋。器，可以进展对设计文件的治理编辑、设置设计组的访问权限和监视对设计文件 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