烟雾传感器原理

烟雾传感器

一、烟雾传感器介绍

1、(1) 烟雾传感器的分类

烟雾传感器种类繁多，从检测原理上可以分为三大类：

(a)利用物理化学性质的烟雾传感器：如半导体烟雾传感器、接触燃烧烟雾传感器等。

(b)利用物理性质的烟雾传感器：如热导烟雾传感器、光干涉烟雾传感器、红外传感器等。

(c)利用电化学性质的烟雾传感器：如电流型烟雾传感器、电势型气体传感器等。

(2) 烟雾传感器应满足的基本条件一个烟雾传感器可以是单功能的，也可以是多功能的；可以是单一的实体，也可以是由多个不同功能传感器组成的阵列。但是，任何一个完整的烟雾传感器都必须具备以下条件：

(a)能选择性地检测某种单一烟雾，而对共存的其它烟雾不响应或低响应；

(b)对被测烟雾具有较高的灵敏度，能有效地检测允许范围内的烟雾浓度；

(c)对检测信号响应速度快，重复性好；

(d)长期工作稳定性好；

(e)使用寿命长；

(f)制造成本低，使用与维护方便。

2、检测原理：

在探测器的电离室内放一α放射源Am241，其不断地持续放射出α粒子射

线，以高速运动撞击空气中的氮、氧等分子，在α粒子的轰击下引起电离，产

生大量的带正负电荷的离子，从而使得原来不导电的空气具有导电性，当在电离

室两端加上一定的电压后，使得空气中的正负离子向相反的电极移动，形成电离

电流。具体电流的大小与电离室本身的几何形状、放射源活度、α粒子能量、

电极电压的大小及空气的密度、温度、湿度和气流速度等因素有关。

当烟雾粒子进入电离室后，由于气熔胶吸附大量的正负离子，使其中和。烟雾越浓，导致离子复合几率加快，从而使空气中电离电流迅速下降，电离室阻抗增加，因此根据R值变化可以感受到烟雾浓度的变化，从而实现对火灾的探测。

二、工作原理及结构特征

1、工作原理:

传感器的感烟时当火灾场所发生的烟雾进入到监测电离室，位于电离室中的检测源镅241放射a射线，使电离室内的空气离成正负离子。当烟雾进入时，内外电离室因极性相反，所产生的离子电流保持相对稳定，处于平衡状态；火灾发生初期释放的气溶胶亚微粒子及可见烟雾大量进入检测电离室，吸附并中和正负离子，使电离电流急剧减少，改变电离平衡状态而输出检测电信号，经后级电路处理识别后，发出报警，并向配套监控系统输出报警开关信号。

2、结构特征:

整机电路由稳压、信号检测、信号处理、比较触发、信号输出及声光报警等电路组成。

3、主要用途:

烟雾传感器用于煤矿井下有瓦斯和煤尘爆炸危险及火灾危险的场所，能对烟雾进行就地检监测、遥测和集中监视，能输出标准的开关信号，并能与国内多种生产安全监测系统及多种火灾监控系统配套使用，亦可单独使用于带式输送机巷火灾监控系统；具有抗腐蚀能力强、高灵敏度、结构简单、功耗小、成本低、维护简便等特点。对火灾初期各类燃烧物质阴燃阶段产生的不可见及可见烟雾，检测稳定可靠，且能有效地防止粉尘干扰所引起的非火灾误报。

三、MQ-2气体传感器的结构、外形

MQ-2气敏元件的结构和外形如图1所示（结构AorB），由微型AL2O3陶瓷管、SnO2敏感层，测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢制成的腔体内，加热器为气敏元件提供了必要的工作条件。封装好的气敏元件有6只针状管脚，其中4个用于信号取出，2个用于提供加热电流。

四、主要技术指标、工作电路及程序设计

1、主要技术指标

（1）工作电压：5.0±0.2V(DC)

（2）报警相应时间：即时；

（3）报警方式：声光报警

（4）报警接触方式：自动解除

（5）采样方式：扩散式

(6) 信号输出类型：电压

(7) 信号输出方式：无烟时对应低电平；有烟时对应高电平；

2、电路如图所示：

五、故障分析与排除

1、信号输出不满足要求，调节RP，使其满足要求。

2、报警时有光无声音或声音嘶哑

当传感器报警时出现有光或声音嘶哑现象时，首先应检查蜂鸣器的连接有无断线，如无断线则属蜂鸣器故障。处理方法：可先用橡胶等弹性物对蜂鸣器片予以衬垫以排除嘶哑现象。如不行，则更换蜂鸣器片。

3、报警时无光无声

如传感器显示已达报警值但传感器仍无光无声，经检查确定报警灯连接线无断线时，请检查传感器电路板上的集成器件，必要时予以更换。

六、电路各部分工作原理

1、单限比较器

通过调节滑动变阻器来改变阈值电压，使输入电压改变时（即烟雾报警器工作时），输出不同的电压，通过P1^0控制P1^1和蜂鸣器的工作状态！

2、声光报警电路

通过51单片机控制，当P1^0口输入低电平时，P1^1和蜂鸣器处于低电平状态，不工作；当P1^0口输入高电平时，P1^1和蜂鸣器处于高电平，正常工作，即报警！

七、注意事项

使用中应尽量避免让杂质进入电离室，否则将导致敏感烟元件损坏而不能使用。