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基于QM-N5的有害气体控制报警器



简述:气体检测电路由QM-N5型气敏元件及VD6等外围元件组成。 声光报警电路由语音集成电路IC、晶体管VT4和VT5、扬声器BL及发光二极管LEDI等元件组成。

电路图

    QM-N5型气敏元件是以金属氧化物SnO2为主体材料的N型半导体气敏元件。它利用化学、物理效应将有害气体(例如一氧化碳、煤气、液化石油气等)及其浓度的信息转换成电信号,经电路处理后进行监测、监控与报警。利用QM-N5构成的有害气体控制报警器典型电路如图所示,当室内有害气体的浓度超过一定值时,该电路能自动发出声光报警信号,并及时开启排风扇,可避免因有害气体而引起的灾难和事故。它常用于有害气体泄漏报警、自动排气装置、有害气体检测等领域。
    1.电路结构及主要元器件选择
    由图可知,该有害气体控制报警器由电源电路、气体检测电路、电子开关电路和声光报警电路组成。其中电源电路由熔断器FU、电源变压器T、整流二极管VD1~VD4、滤波电容C1和C2、限流电阻Rl和稳压二极管VD5组成。实际应用时,T选用5~8W、二次电压为12V的电源变压器;VD5选用IW、12V稳压二极管,如IN4742型等。220V交流电经降压、整流、滤波和稳压后,输出稳定的12V直流电给QM-N5等后级电路供电。
    气体检测电路由QM-N5型气敏元件及VD6等外围元件组成。其中QM-N5的主要电参数为加热电压为AC或DC (5V±0.5V)、负载电阻为2kQ、清洁空气中电阻≤4000kΩ、灵敏度(S=Ra/Rdg)≥4、响应时间(tres)≤lOs、恢复时间(trec)≤30s、检测范围为50~10000ppm等。当QM-N5接触一氧化碳等有害气体时,其电导率随气体浓度的增加而迅速升高。实际应用时,VD6常选用1/2W、4.5V稳压二极管、如IN231或IN5992B型等。
    电子开关电路由晶体管VT1~VT3、继电器K和有关外围元件组成。实际应用时,VT1常选用S9013型硅NPN型晶体管;VT2选用S9012型硅PNP型晶体管;VT3选用S8050或C8050型硅NPN型晶体管;K选用12V的JRX-13-32型直流继电器。
    声光报警电路由语音集成电路IC、晶体管VT4和VT5、扬声器BL及发光二极管LEDI等元件组成。实际应用时,IC选用KD9561型语音合成报警集成电路;VT4常选用S9013型硅NPN型晶体管;VT5选用S8050或C8050型硅NPN型晶体管;BL选用8Ω、0.5W电动式扬声器。

 

  2.工作原理
  电路通电后,当气敏元件QM-N5不接触有害气体时,其A、B两极间的电阻值很大,电子开关VT1~VT3均处于截止状态,继电器K失电不吸合。报警器处于监控状态。
    当室内有害气体的浓度达到一定值时,QM-N5的A、B两极间的阻值将变小,使V1~V3均导通,继电器K得电吸合,其动合触点K1、K2、K3均闭合,使排风扇电动机M和声光报警电路得电工作。KD9561输出的语音报警信号经VT4放大后驱动扬声器BL发出响亮的告警声,发光二极管LED1随着告警声而闪亮,同时排风扇不断把室内有害气体向室外排放。
    当室内有害气体浓度降到某一预定值时,电子开关VTI~VT3转换为截止状态,K失电不吸合,其动合触点K1、K2、K3均断开,声光报警电路等后级电路由于失电停止工作。报警器恢复为监控状态。
    3.安装与调试
    由于各种有害气体的密度不同,故用于检测不同气体时,本例介绍的有害气体控制器报警器的安装位置是不同的。若用于检测煤气,则应将该报警器安装在高处;若用于检测液化石油气,则应将该报警器安装在低处。进行调试时,先接通电源,预热lOmin后,调节电位器RP阻值,可以改变该报警器有害气体检测灵敏度,从而调节报警器起控点;变更KD9561定时元件R7阻值,可以改变告警声节奏与音调。

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