傳感器實驗報告_13

1、傳感器實驗報告?zhèn)鞲衅髡n程設(shè)計報告課程名稱：傳感器原理及工程應(yīng)用設(shè)計題目：采用傳感器設(shè)計燃?xì)庑孤﹫缶髟合担焊＝ㄞr(nóng)林大學(xué)東方學(xué)院計算機(jī)系班級：08電信（2）班學(xué)生：趙原亮學(xué)號：081918100指導(dǎo)教師：王蘇潭 （一）題目 采用傳感器設(shè)計燃?xì)庑孤﹫缶鳎ǘ┱驹O(shè)計通過運(yùn)用氣敏傳感器，其種類繁多，性能各異。這里選用mq-kc型傳感器，它是一種新型的電阻型氣敏型元件，可用于天然氣、煤氣、石油氣等檢漏報警。來檢測燃?xì)庑孤?。本文將介紹如何運(yùn)用它制作報警器。該報警器具有靈敏度高，長期穩(wěn)定性好，壽命長，價格低，功耗小，可方便使用電池等特點(diǎn)。（三）關(guān)鍵詞mq-kc型傳感器報警電路延時電路應(yīng)用安裝（四）引言

2、隨著社會的發(fā)展，城市燃?xì)庠絹碓狡毡?。其中煤氣與天然氣居多，雖然人工煤制氣的成分雖各不相同，但都含有較多的一氧化碳，一氧化碳與血紅蛋白的親合力比氧與血紅蛋白的親合力高200300倍，所以一氧化碳極易與血紅蛋白結(jié)合，形成碳氧血紅蛋白，使血紅蛋白喪失攜氧的能力和作用，造成組織窒息。對全身的組織細(xì)胞均有毒性作用，尤其對大腦皮質(zhì)的影響最為嚴(yán)重。當(dāng)人們意識到已發(fā)生一氧化碳中毒時，往往已為時已晚。因為支配人體運(yùn)動的大腦皮質(zhì)最先受到麻痹損害，使人無法實現(xiàn)有目的的自主運(yùn)動。還有當(dāng)室內(nèi)燃?xì)鉂舛瘸^爆炸下限時，遇火種（打火機(jī)、電器開關(guān)、靜電等）則一定發(fā)生爆炸。所以煤氣泄漏對人們的危害非常大。因此我們必須加強(qiáng)對這方面

3、的檢測與預(yù)警，把危害降至最底。（五）正文mq-kc型傳感器原理：將該傳感器接至規(guī)定負(fù)載，在加電的初始階段，傳感器的電導(dǎo)率呈現(xiàn)一個較高的值，約3min左右達(dá)到穩(wěn)態(tài)值。若將其置于具有一定濃度的可燃?xì)怏w中，其電導(dǎo)率將升高，在一定范圍內(nèi)，可燃?xì)怏w濃度越高，傳感器電導(dǎo)率也越高，如果將傳感器與負(fù) 載串聯(lián)，負(fù)載即引起電壓變化，讀取這一變化電壓，經(jīng)比較、放大即可實現(xiàn)報警與控制等功能 mq-kc型傳感器額定電源電壓為9v，要求連接一只負(fù)載電阻。信號取出與比較電路如果用分立元件設(shè)計，元件數(shù)量多，成本高，且效果不好。為此，選用一片單電源9v供電，具有一定驅(qū)動能力的集成雙運(yùn)放來實現(xiàn)。 1、電路原理及其功能圖l中，r1

4、是傳感器要求的負(fù)載電阻，阻值為120，vcc為9v電源電壓；a、b為lm358雙運(yùn)放，a為跟隨器，起緩沖隔離作用，以便將r1上的電壓vr1基本上全部施加到比較器b的同相輸入端。rw為報警靈敏度調(diào)整電位器。穩(wěn)態(tài)時，調(diào)整rw使得加到比較器反相輸入端的電壓v-略高于穩(wěn)態(tài)時r1上的電壓vr1這個電壓越高，報警靈敏度就越低。加電并使傳感器達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，mq-kc為較穩(wěn)定的固定阻值，當(dāng)vcc不變時，vr1基本為一固定值，保持不變。當(dāng)有可燃性氣體泄露時，傳感器接觸到可燃?xì)?，使其電?dǎo)率上升，電阻下降，使vr1上升，當(dāng)vr1高于v-時，比較器輸出一個大于7v的電壓，從而使蜂鳴器ha發(fā)出滴、滴的報警聲。若用該電壓控

5、制一個繼電器，即可實現(xiàn)控制功能。為了提高抗干擾能力，可分別在r1和b的v-端并聯(lián)一只濾波電容。r1、r2和rw的取值不宜過小，以降低電源供電電流。其值可由式(1)估算，在估算時，rw可暫不考慮。 如上公式：令v-=vr1，取r3=2k，已知vcc=9v，即可求出r2。本裝置r2=10k，rw=lok。 （2）初始報警電路圖1所示的基本報警電路的不足：一開始加電時，傳感器尚未達(dá)到穩(wěn)態(tài)，其電阻值較小，vr1較大，導(dǎo)致蜂鳴器ha誤報警。為了解決這一問題，采用一個數(shù)字信號控制的模擬開關(guān)，其控制信號采用簡單的電容充電延時電路，原理圖如圖2所示。圖1中比較器b 的輸出v0加到模擬開關(guān)4066的輸入端，開關(guān)

6、的輸出端接蜂鳴器ha。初始加電時，電容c 上的電壓vc為0，4066不導(dǎo)通，無論v0值為多高，ha都不會報警。隨著電容充電，vc不斷升高，當(dāng)達(dá)到4066的控制門限閾值時，4066才導(dǎo)通，即能進(jìn)入報警狀態(tài)。電容充電使其電壓達(dá)到4066的控制門限閾值時間即為延時時間。電容c和電阻r的取值可根據(jù)延時要求確定。為可靠起見，取rc=12t，t為傳感器初始穩(wěn)定時間。本裝置取r=lm，c=100f 即能實現(xiàn)可靠的延時（3）整機(jī)硬件電路設(shè)計及調(diào)試將上述兩個電路合起來即構(gòu)成了整機(jī)電路，如圖3所示。為了使v-穩(wěn)定不變，r1、r2應(yīng)采用精密金屬膜電阻。裝置開機(jī)預(yù)熱3min后，用萬用表測r1上的電壓vr1，測得為17

7、v。若要想讓裝置的報警濃度為x，有條件時，可將傳感器置于濃度為x的可燃?xì)怏w中(可用 氣體成分分析儀監(jiān)測)，los后再測r1上的電壓得到vr1。調(diào)整rw，將v-調(diào)到略小于vr1。正常使用時，當(dāng)可燃?xì)怏w泄漏濃度達(dá)到標(biāo)定濃度x時，裝置就會報警，若增加了控制裝置，可控制開啟風(fēng)扇或關(guān)閉閥門等。在沒有條件時，調(diào)整rw，將v-調(diào)到略大于ve1，保證在正?？諝猸h(huán)境不報警。再將裝置于可燃?xì)庠罹吲?，打開灶具開關(guān)，吹熄火焰，有少量可燃?xì)怏w泄漏，裝置應(yīng)報警。若要提高報警濃度，可調(diào)rw加大v-，反之應(yīng)減小v-。如下圖所示 （4）電源設(shè)計本裝置的電源供電總電流小于20ma，因此可使用9v的電池供電。樣機(jī)選用交流220v供

8、電，使用一個7809三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓。（二）應(yīng)用與安裝主要用于對煤氣、天然氣和液化石油氣的泄漏及時作出報警。接通電源后，氣感探頭指示燈呈綠色閃爍，約90秒鐘后長亮，表示已進(jìn)入正常工作狀態(tài)。當(dāng)感應(yīng)有燃?xì)庑孤┖螅窗l(fā)出嘀、嘀報警聲，同時指示燈呈桔紅色閃爍，主機(jī)無論處于何種狀態(tài)都會現(xiàn)場警號報警，同 時自動撥打預(yù)設(shè)電話報警。警情排除后自動恢復(fù)正常工作狀態(tài)。若氣感探頭發(fā)生故障，氣感探頭即發(fā)出嘀-長鳴聲，指示燈呈黃色長亮，故障排除后自動恢復(fù)正常工作狀態(tài)。 1報警器安裝位置：距離氣源半徑1.米范圍內(nèi)，通風(fēng)良好處：(1) 液化氣比空氣重，安裝在距地面約0.3米處。(2) 天然氣、城市煤氣、一氧化碳等比空氣輕，安

9、裝在距天花板約0.3米處。2不能安裝報警器的位置：墻角、柜內(nèi)等空氣不易流通的位置；易被油煙等直接熏著的位置。（三）工作過程源燈：綠燈，通電后亮起，報警時熄滅。報警燈：紅燈，報警時亮起，停止報警時熄滅。2接通電源，綠燈亮起或閃爍3分鐘后，報警器開始正常工作。3當(dāng)所檢測的氣體達(dá)到報警點(diǎn)時，報警器開始報警，綠燈熄滅，報警燈亮起，蜂鳴器發(fā)出“、”的報警聲，當(dāng)檢測的氣體的濃度下降到報警點(diǎn)以下時，報警器則停止報警。（一氧化碳報警有延時功能）4若增加了手動檢測功能，當(dāng)按動按鍵時，綠燈熄滅，報警燈亮起，蜂鳴器發(fā)出“、b、”的報警聲。5若增加了聯(lián)排氣扇功能，當(dāng)報警器報警時，已聯(lián)接的排氣扇開始啟動，自動排除有害氣

10、體。（四）報警時處理辦法1、請立即打開門窗，關(guān)閉危害氣源，不得開啟或關(guān)閉任何電器開關(guān)。2、立即向煤氣管理部門報告，由專業(yè)人員進(jìn)行檢查處理。3、經(jīng)專業(yè)人員處理后，應(yīng)對報警器做通風(fēng)處理。（五）主要技術(shù)參數(shù)： 報警濃度 煤氣：0.1%0.5% 天然氣：0.1%1%液化石油氣：0.1%0.5%工作電源：220vac （六）心得體會 通過這次試驗設(shè)計，我學(xué)到了很多（1）我發(fā)現(xiàn)興趣是激發(fā)能力的有效方法，剛開始時一點(diǎn)頭緒都沒有，后來發(fā)現(xiàn)這個跟生活中的很多東西有關(guān)，就覺得十分有趣。就慢慢上網(wǎng)查資料找相關(guān)內(nèi)容，慢慢的了解其工作原理以及制作方法。（2）制作過程中會遇到很多困難，所以我們要通過不斷學(xué)習(xí)來解決問題。在完成試驗的過程中還需要很多人的幫忙，所以我覺得有一個團(tuán)對很重要。（3）試驗難免有很多失