烟雾报警器选题报告
实训烟雾报警器技术报告

一、实训背景与目的随着社会的发展和科技的进步,火灾事故的发生频率和危害性逐渐增加。
为了提高火灾预防和应对能力,实训烟雾报警器技术应运而生。
本实训旨在通过设计和制作烟雾报警器,掌握烟雾检测原理、报警器设计与实现等相关技术,提高学员的实践能力和创新意识。
二、实训内容与步骤1. 烟雾检测原理学习首先,我们学习了烟雾检测的基本原理,包括光电式、离子式、电化学式等检测方法。
其中,光电式烟雾检测器因其灵敏度高、响应速度快等优点,成为本实训的主要选择。
2. 烟雾报警器设计根据烟雾检测原理,我们设计了烟雾报警器的基本结构,包括传感器、信号处理电路、报警装置和电源模块等。
(1)传感器:选用MQ-2型半导体可燃气体传感器,其工作原理是通过电导率的变化来检测气体浓度,电阻的减小代表气体浓度的增加。
(2)信号处理电路:采用AT89C51单片机作为核心控制单元,通过ADC0809芯片将传感器输出信号转换为数字信号,便于进一步处理。
(3)报警装置:当检测到烟雾浓度超过预设阈值时,单片机控制蜂鸣器和LED灯同时工作,发出声光报警信号。
(4)电源模块:采用可充电锂电池作为电源,保证报警器在无外部电源的情况下仍能正常工作。
3. 电路搭建与调试根据设计图纸,我们搭建了烟雾报警器的实际电路,并进行调试。
调试过程中,我们通过调整电路参数和传感器灵敏度,使报警器在正常情况下不发出报警信号,而在烟雾浓度超过预设阈值时能够及时发出报警。
4. 系统测试与评估在完成电路搭建和调试后,我们对烟雾报警器进行了系统测试。
测试结果表明,报警器能够准确检测烟雾浓度,并在烟雾浓度超过预设阈值时及时发出报警信号,达到了预期目标。
三、实训成果与总结通过本次实训,我们成功设计和制作了一款烟雾报警器,掌握了烟雾检测原理、报警器设计与实现等相关技术。
以下是本次实训的主要成果:1. 掌握了烟雾检测原理和传感器应用技术。
2. 学会了基于单片机的报警器设计与实现。
3. 提高了电路搭建和调试能力。
家用烟雾智能报警求救产品设计开题报告

(1)适用范围过小;
(2)智能化程度低;
(3)网络化程度低;
(4)组件连接方式有待改善。
理论和实际意义:
面对国际、国内市场的激烈竞争,消防产品向着更加自动化、网络化、智能化的方向发展。传统的火灾报警系统已经不能满足现代人的需求,传统火灾报警系统确定火灾数据的处理能力和自动化程度还都比较低,误报警的概率很大,系统可靠性差,而且功能方面也有很多欠缺,尤其是火灾报警系统在家庭中的运用还没有普及,还有许多值得完善的地方。
开题报告表
专业:工业设计填报时间:2015.4.21
题目
家用烟雾智能报警求救产品设计
学生姓名
班级学号
指导教师
资料收集:
俗话说“水火无情”,在人们都祈求“平安是福”的时候,我们更不会忘记对于灾难的防护。如今的都市生活中潜在的最大灾害威胁就是火灾。如何防范火灾呢?这就要说道“烟雾报警系统”。对于大众来说它并不陌生,宾馆、电影院、博物馆等其他大型的公共场所都有它的身影,或者在被安装在天花板上,或者隐藏于墙里。价格低廉的烟雾报警装置每年能挽救许多的的生命和避免大量财产的损失。
国内外研究现状:
智能家居行业在国外起步早、发展快,技术上确实存在许多明显的领先优势,但其整体价格高昂,如此高的成本,一般家庭往往消费不起,只能配置在某些高档小区和别墅区使用。
烟雾报警器实习报告

烟雾报警器实习报告一、实习背景和目的作为一名电子工程专业的学生,我深知烟雾报警器在生活中的重要性。
为了提高自己的实践能力和理论知识,我选择了烟雾报警器作为实习项目。
本次实习的主要目的是了解烟雾报警器的工作原理,掌握其设计和制作过程,并提高自己的实际操作能力。
二、实习内容和过程1. 理论研究:在实习开始前,我首先对烟雾报警器的工作原理进行了深入学习。
通过查阅资料,我了解到烟雾报警器主要是通过检测烟雾浓度来判断是否存在火灾,从而发出警报。
其中,半导体气体烟雾传感器是烟雾报警器的核心部件,它对烟雾具有较高的灵敏度。
2. 电路设计:在了解烟雾报警器的工作原理后,我开始设计电路。
电路主要包括单片机、烟雾传感器、蜂鸣器、电源等部分。
我选用了一款STC89C51单片机作为控制核心,因为它具有较高的性能和较低的价格。
同时,我选用了一款MQ-2半导体可燃气体传感器作为烟雾检测部件,因为它具有较好的灵敏度和稳定性。
3. 编程实现:在电路设计完成后,我开始编写程序。
程序主要实现了烟雾浓度的检测、报警功能以及与上位机的通信功能。
我使用C语言进行编程,通过I/O口与烟雾传感器和蜂鸣器等硬件部分进行交互。
同时,我还使用串口通信技术,实现了与上位机的数据传输。
4. 实物制作与调试:在程序编写完成后,我开始进行实物制作。
根据电路设计图,我将各个元器件焊接在电路板上,并连接好电源和通信线路。
完成实物制作后,我对电路进行了调试。
通过不断调整程序和电路参数,我成功实现了烟雾报警器的功能。
三、实习收获和反思通过本次实习,我深入了解了烟雾报警器的工作原理和设计过程,掌握了一定的电子制作和编程技能。
在实习过程中,我学会了如何查阅资料、分析问题、解决问题,并提高了自己的动手能力。
然而,在实习过程中,我也发现了自己的一些不足之处。
首先,我在电路设计和编程过程中,对部分理论知识掌握不够扎实,导致在实际操作中遇到了一些困难。
其次,我在调试过程中,由于耐心不足,未能及时发现问题所在,导致实习进度受到影响。
烟雾报警器设计[开题报告]
![烟雾报警器设计[开题报告]](https://img.taocdn.com/s3/m/20882afe3169a4517623a3a9.png)
最后,采购制作时所需用的材料,对各元件根据电路进行连接制作出烟雾警报器[9-10]。
烟雾报警器系统设计方案框图
四、课题研究进度计划
开题报告
电子信息工程
烟雾报警器设计
一、课题研究意义及现状
二、课题研究的主要内容和预期目标
以完成对烟雾参数的检测,超过一定浓度时发出警报,警醒人们采取必要措施的功能[8]。
三、课题研究的方法及措施
首先,通过网上、图书馆查找烟雾报警器的基本工作原理,并对收集到的相关文献资料进行系统的整理,对寻找的几种类型的烟雾报警器制作方案进行分析总结,并决定自己的制作方案
2012.4.2 ~ 2012.4.18:上交毕业设计相关文档和制作的烟雾报警器,准备好答辩PPT。
五、参考文献
[1] 肖宾宾,涂六梅,龙祖强,基于MSP430单片机的家用烟雾报警器的设计[J].《电子技术》;2011年08期
[2]李春红.国外家庭住宅防火拾零[J].山东消防,2003,(06) .
2011.7.9 ~ 2011.11.19: 阅读相关文献并撰写文献综述,完成外文文献的翻译,完成开题报告。
201本内容并用开始对电路进行连接2012.1.1 ~ 2012.1.21:撰写毕业设计论文,完成初稿。
2012.1.22 ~ 2012.4.1:对毕业论文进行修改,完成最终稿。
[3]张海宇.神奇的烟雾报警器[J].百科知识,2006,(13).
[4]叶启明.实用的火灾烟雾报警器[J].家庭电子,2004,(02).
[5] 赵勇,胡涛,传感器与检测技术,机械工业出本社 2010-09-01
基于51单片机的烟雾报警器开题报告

论文(设计)题目基于GSM的烟雾报警系统的设计与实现学生姓名申少英专业软件工程(嵌入式系统方向)指导教师于华李锋涛选题目的和意义:目的:解决如何将生活当中有关家庭火灾、易燃易爆气体和有毒气体泄漏等带来的损失降到最低。
意义:在现如今我们的生活当中经常可以听到在我们身边发生的火灾、以及易燃易爆气体的爆炸和有毒气体泄漏的新闻。
因此市场上各种各样的防火报警器应用而生,尤其是无线报警器的发展特别迅速。
随着社会的发展,科技水平在不断的进步,无线通信网络发挥着越来越重要的角色。
有部分科技含量高的报警器都会用上无线通信,以达到无线远程报警目的。
因此设计出性能可靠、经济实惠的无线报警系统已成为市场的需求。
基于GSM模块的烟雾报警系统利用无线报警探头或传感器等作为报警终端,免去了电缆的束缚,改善了屋内的环境,对于系统的施工也提供了很大的方便。
基于GSM模块的烟雾报警系统,可以实现一点与多点之间的信息交流,系统利用无线信息发送、接收的方式使整个报警过程更加隐蔽,更加可靠。
基于GSM模块的烟雾报警系统概念一经提出,就得到了迅速的发展,不仅在居家安全领域,在其他领域,如医疗监护、工业生产、商业活动等领域都得到很好的应用。
与本课题相关的技术和方法综述:本课题中的单片机是无线报警器的核心部件,一方面接收来自传感器的模拟信号和信号的检测,另一方面又对信号分别进行处理,控制电路后续的相应工作,同时能够在满足报警器设计的计算速度及接口数的要求的同类单片机中,要考虑选择价格低廉且体积精巧的机型,在保证了报警器的精确性、可靠性及抗干扰性的基础上,能够不提高成本、缩小体积。
本设计采用AT89S52作为整个设计的核心部分。
AT89S52是一种低功耗、高性能的CMOS8位处理控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器。
使用Atmel公司的高密度非易失存储器技术制造,与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程,在单片机上,拥有灵巧的的8位CPU和在系统可编程Flash,使得AT89S52为从多嵌入式控制应用系统提高灵活性,超有效的解决方案。
烟雾报警实验报告

一、摘要本实验报告详细介绍了烟雾报警器的设计与实现过程。
通过研究烟雾报警器的原理,设计并搭建了一套基于MQ-2气体传感器的烟雾报警系统。
实验过程中,我们完成了电路设计、器件选型、系统调试以及性能测试等工作。
最终,该烟雾报警器能够实时检测烟雾浓度,并在烟雾浓度超过预设阈值时发出警报,为火灾预防提供了有效的技术手段。
二、引言火灾事故是危害人类生命财产安全的重要因素之一。
为了提高火灾预防能力,烟雾报警器作为一种有效的火灾预警设备,在家庭、公共场所等场合得到了广泛应用。
本实验旨在设计并实现一套基于MQ-2气体传感器的烟雾报警器,以实现对烟雾浓度的实时监测和及时报警。
三、实验原理烟雾报警器的工作原理是利用烟雾对光线传播的干扰来检测烟雾浓度。
当烟雾浓度达到一定值时,光线传播受阻,光敏元件输出电压发生变化,从而触发报警。
本实验所采用的MQ-2气体传感器是一种半导体气体传感器,具有灵敏度高、响应速度快、抗干扰能力强等特点。
该传感器能够检测液化气、丙烷、氢气等可燃气体浓度。
四、实验材料与设备1. MQ-2气体传感器2. 单片机(如Arduino)3. LED指示灯4. 蜂鸣器5. 电阻、电容等电子元器件6. 电源模块7. 电路板8. 烟雾发生器五、实验步骤1. 电路设计:根据实验原理,设计烟雾报警器的电路图。
电路包括单片机控制电路、MQ-2气体传感器电路、LED指示灯电路、蜂鸣器电路等。
2. 器件选型:根据电路设计,选择合适的元器件。
MQ-2气体传感器用于检测烟雾浓度,单片机用于控制整个系统,LED指示灯用于显示系统工作状态,蜂鸣器用于发出警报。
3. 电路搭建:将选定的元器件按照电路图连接到电路板上,确保电路连接正确无误。
4. 系统调试:通过编程实现单片机的控制逻辑,包括传感器数据读取、烟雾浓度判断、LED指示灯和蜂鸣器控制等。
5. 性能测试:使用烟雾发生器模拟烟雾环境,测试烟雾报警器的响应时间和报警灵敏度。
六、实验结果与分析1. 电路设计:根据实验原理,设计出烟雾报警器的电路图。
烟雾检测系统设计开题报告

烟雾检测系统设计开题报告1. 引言烟雾是一种常见的火灾指示物,它的及早检测和报警对于避免火灾事故的蔓延具有重要意义。
随着技术的发展,烟雾检测系统在各个领域得到了广泛的应用。
本文旨在设计一种基于传感器技术的烟雾检测系统,以实现对烟雾的准确识别和报警功能。
2. 设计目标烟雾检测系统设计的主要目标包括:- 实时监测环境中的烟雾浓度和温度变化;- 高准确度地识别烟雾,并与常见的干扰因素进行区分; - 可靠地触发报警装置,及时通知相关人员采取应急措施。
3. 设计原理烟雾检测系统的设计基于传感器技术,主要分为两个部分:传感器模块和控制模块。
3.1 传感器模块传感器模块是烟雾检测系统的核心组成部分,主要用于感知环境中的烟雾浓度和温度。
传感器模块可以采用光学烟雾传感器,通过光学原理检测烟雾的存在和浓度。
传感器模块还可以包括温度传感器,用于监测环境的温度变化。
3.2 控制模块控制模块用于处理传感器模块获取的数据,并根据预设的算法进行判断和决策。
控制模块可以采用单片机或者嵌入式处理器,具备较高的处理能力和实时性。
控制模块还可以与网络模块或者无线通信模块相连接,实现远程监控和报警功能。
4. 设计步骤本文设计的烟雾检测系统主要包括以下步骤:4.1 硬件选型和组装根据设计目标和原理,选择适合的烟雾传感器和温度传感器,并进行硬件组装和连接。
确保传感器模块能够正常工作并输出正确的数据。
4.2 软件开发编写控制模块的软件代码,实现数据的采集、处理和判断。
根据传感器的输出情况和预设的算法,判断是否存在烟雾,并根据情况触发报警装置。
4.3 测试和优化对整个系统进行测试,验证系统的功能和性能。
通过不断调整参数和算法,优化系统的准确度和响应速度。
5. 预期结果设计的烟雾检测系统预期能够准确地检测和识别烟雾,并及时触发报警装置。
系统具备以下特点: - 灵敏度高,能够准确地检测到微小的烟雾浓度变化; - 能够区分烟雾和常见干扰因素,避免误报; - 具备快速响应和报警通知的能力,实时提醒相关人员采取应急措施。
烟雾报警器开题报告

烟雾报警器开题报告篇一:液晶显示烟雾报警器开题报告毕业设计开题报告专业:应用电子姓名:学号:课题名称:烟雾报警器设计指导教师:一、引言.火灾作为一种在时空上失去控制的燃烧所引发的灾害,对人类生命财产和社会安全构成了极大的威胁。
由此引发的重大安全事故比皆是,所以人类一直也未停止过对它的研究。
火灾早已成为我国常发性和破坏性以及影响力最强的灾害之一。
随着经济和城市建设的快速发展,城市高层、地下建筑以及大型综合性建筑日益增多,火灾隐患也大大增加,火灾发生的数量及其造成的损失呈逐年上升趋势。
在过去的很长一段时间,人类不得不进行专题研究火灾过程中爆发,截至目前,已形成一个较为成熟的概念。
火灾的发生和发展过程是一个复杂的物理和化学过程,但也与环境很强的相关性。
正常情况下,发生火警,伴随着烟雾,温度,光照,信号产生的过程。
产生不同的环境和不同的火燃烧成分,烟雾粒度组成,温度分布和光谱的气体成分是不同的,所以火过程中涉及多个物理和化学参数,特点是强大的,一般的骚乱有着本质的不同。
基于上述特点,早起的火灾探测技术应运而生,特别是多的火灾探测技术被广泛采用在火灾探测领域,如复合材料的物理参数复合烟气温度探测器,使用不同的带光传感器的复合双波段火焰探测器。
在我国,随着经济的发展和生活水平的提高,工业与民用建设日趋增多,火灾发生的可能性也随之大幅提高。
另外,现代建筑物中塑料制品和玻璃的大量应用使火场内外部的求援行为困难重重。
现代建筑,尤其是在大型酒店,宾馆,商场,图书馆,博物馆,档案馆和办公楼及其他公共场所,对于火灾报警系统也提出了更高的要求。
一旦发生火灾将很难及时救助,势必要给国家和个人带来不可估量的损失。
基于上述情况,火灾自动报警技术便应运而生,火灾自动报警系统是始终警惕火灾报警和输出联动忠实的哨兵火灾信号的有力手段,是一种早期预警。
二、项目概述随着现代家庭用火、用电量的增加,家庭火灾发生的频率越来越高。
烟雾报警器也随之被广泛应用于各种场合。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
电子设计选题报告专业:自动化班级:B140410姓名:*** B14041014李勇 B14041019李海松B14041020一、选题背景及意义随着科技的发展,越来越多的巨大的隐患由于工业生产和人们的日常生活而产生。
为了早期发现和通报火灾,防止和减少火灾危害,保护人身和财产安全,需要建立火灾自动报警系统。
单片机及烟雾传感器是烟雾报警器系统的两大核心。
单片机好比一个桥梁,联系着传感器和报警电路设备。
近几年来,单片机已逐步深入应用到工农业生产各部门及人们生活的各个方面。
各种类型的单片机也根据社会的需求而开发出来。
单片机是器件级计算机系统,实际上它是一个微控制器或微处理器。
由于它功能齐全,体积小,成本低,因此它可以应用到所有电子系统中。
同样,它也可以广泛应用于报警技术领域,使各类报警装置的功能更加完善,可靠性大大提高,以满足社会发展的需要。
而传感器作为信息技术系统的”感官”器件,如果没有“感官”感受信息,或者“感官”迟钝,都难以形成高精度、高速度的控制系统。
美国曾把二十世纪八十年代称为传感技术时代,日本更是把传感技术列为十大技术之首。
所以,根据报警器功能的需要,选择合适、精确、经济的烟雾传感器和单片机芯片是至关重要的。
在本论文中的最主要的设计是选STC89C52单片机和MQ-2半导体气体烟雾传感器为核心器件。
目前,现代建筑都会有选择地安装不同功能的烟雾自动报警系统。
因为烟雾自动报警系统是建筑物的神经系统,它能够感受、接收着发生火灾的早期信号并及时报警,发出警报同时告知用户和周边居民。
它就像是一个个称职的更夫,给居住、忙碌或是休息在家庭中的人们以极大的安全感。
在火灾的早期阶段,准确的探测到火情并迅速报警,对于及时组织有序快速疏散、积极有效地控制火灾的蔓延、快速灭火和减少火灾对居住人群的损失都具有重要的意义。
本次设计一个以STC89C52单片机为核心的火灾报警器可以实现声光报警、故障自诊断、浓度显示、报警限设置。
是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的火灾报警器,具有一定的实用价值。
以下为主要实现的功能:能够感知烟雾的浓度,到达一定的数值之后实现报警功能。
能够检测现场的温度,到达一定的数值之后实现报警功能。
实现三极管驱动数码管显示当前采集模块烟物浓度和温度值功能。
实现两种报警方式可紧急报警方式和手动取消紧急报警方式。
实现可设置烟雾浓度和高温报警值功能,并在掉电情况下有掉电保存功能。
实现一旦检测到火宅释放的烟雾超过一定数值,即可进行蜂鸣器同步报警功能;实现能够检测到温度的升高,当超过设定的报警温度时候,蜂鸣器也将产生报警功能。
1.2 基于单片机的火灾自动报警系统的设计与开发的研究价值如今社会火灾事故频繁发生,为了尽可能减少生活中火灾事故的发生,就必须对烟雾进行现场实时检测,采用先进可靠的安全检测仪表,严密监测环境中烟雾的浓度,及早发现事故隐患,采取有效措施,避免事故发生,才能确保工业安全和家庭生活安全。
因此,研究烟雾的检测方法与研制烟雾报警器就成为传感器技术发展领域的一个重要课题。
二、研究的基本内容2.1 整体设计思路本系统是一个由单片机控制的火灾烟雾浓度、温度检测系统,它将传感器输出的电压信号进行A/D转换、滤波、线性化,由单片机将电压值转换为气体浓度和温度送LED显示,并判断是否超过报警上限,若超过,则发出声光报警。
同时用户可以自己设定报警上限和定时时间,使用户可以根据实际情况方便的掌握安全状况。
烟雾报警器是能够检测环境中的烟雾浓度,并具有报警功能的仪器。
该报警系统的最基本组成部分应包括:信号采集模数转换电路、单片机控制电路、字符显示电路、声光报警电路和安全保护电路等部分组成。
为适应家庭和工业等场所对可燃性易爆烟雾安全性要求,设计的烟雾报警器具有显示报警状态。
报警器采用延时的工作方式,烟雾检测报警器以STC89C52单片机为控制核心,选用MQ-2半导体气体烟雾传感器采集烟雾浓度信息,配合外围电路构成烟雾报警系统。
本设计包括硬件和软件设计两个部分。
从设计的要求来分析该设计须包含如下结构:烟雾检测部分、STC89C52单片机主控部分、报警部分,AD采集四大部分。
电路总体设计框图如图1所示。
处理器采用51系列单片机STC89C52。
整个系统是在系统软件控制下工作的。
设置在监测点上的烟雾检测探头将检测到的烟雾变换成电信号,送出模拟信号,给AD采集电路采集。
在单片机内,经软件查询、识别判决等环节实时发出烟雾报警状态控制信号。
驱动蜂鸣器及报警指示灯报警。
2.2器材的选择与简介2.2.1烟雾检测传感器选型烟雾传感器是测量装置和控制系统的首要环节。
而烟雾报警器的信号采集由烟雾传感器负责。
烟雾传感器能够将气体的种类及其浓度有关的信息转换为电信号,根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中存在的情况有关的信息,从而达到检测、监控、报警的功能。
可以说,没有精确可靠的传感器,就没有精确可靠的自动检测、控制和报警系统。
烟雾传感器作为报警器中不可缺少的核心器件,它决定了所采集的烟雾浓度信号的准确性和可靠性。
烟雾传感器是模拟传感器。
它能将空气中的烟雾浓度变量转换成有一定对应关系的输出信号的装置。
烟雾传感器就是通过监测环境中烟雾的浓度来实现火灾防范的。
当烟雾探头碰到烟雾或某些特定的气体,烟雾探头内部阻值发生变化,产生一个模拟值,从而对其进行控制。
烟雾传感器利用烟雾敏感元件的电阻受烟雾(主要是可燃颗粒)浓度影响阻值变化的原理向单片机发送烟雾浓度相应的模拟信号。
在智能建筑中对火灾探测器的应用主要以感烟火灾探测器选用为主。
随着传感器生产工艺水平逐步提高,传感器日益小型化、集成度不断增大,使得烟雾探测器的体积也逐渐变小,提高了烟雾探测器的便携性,更加利于生产、运输和市场推广。
目前,烟雾传感器广泛应用在城市安防、小区、工厂、公司、学校、家庭、别墅、仓库、资源、石油、化工、燃气输配等众多领域。
在国内的产品中,无论哪家生产的烟雾探测器,都可以探测到火灾的发生,都具有比较高的灵敏度,而且在安装中都比较简单。
但是,由于各生产的设备不可通用,独立为正,不但不可彼此互相代替,更不可以互相通讯。
使得用户面对众多厂家生产的烟雾探测器感到不知所措。
而这也正是国内产品市场的一个重大缺陷。
(1)烟雾传感器的分类从构成气体传感器材料的形态上通常将它们分为干式和湿式气体传感器。
由于对不同气体的检测方法不尽相同,目前主要的方法有:利用半导体气体器件检测的电气法;使用电极和电解液对气体进行检测的电化学法;利用气体对光的折射率或光吸收等特性来检测气体的光学法。
(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;制造成本低,使用与维护方便。
(3)常见的烟雾探测器种类及工作原理(a)半导体烟雾传感器(半导体气敏传感器)半导体烟雾传感器包括用氧化物半导体陶瓷材料作为敏感体制作的烟雾传感器,以及用单晶半导体器件制作的烟雾传感器。
半导体烟雾传感器是利用气体在半导体表面的氧化和还原反应导致敏感元件阻值变化而制成的。
按照敏感机理分类,半导体烟雾传感器可分为电阻式和非电阻式。
当半导体接触到气体时,半导体的电阻值将发生变化,利用传感器输出端阻值的变化来测定或控制气体的有关参数,这种类型的传感器称为电阻式半导体气敏传感器;当MOS场效应管在接触到气体时,场效应管的电压将随周围气体状态的不同而发生变化,利用这种原理制成的传感器被称为非电阻式半导体气敏传感器。
自1962年半导体金属氧化物烟雾传感器问世以来,由于具有灵敏度高、响应快、输出信号强、耐久性强、结构简单、体积小、维修方便、价格便宜等诸多优点,得到了广泛的应用。
但是其最大的缺点就是选择性较差。
该传感器己成为世界上产量最大、使用最广的烟雾传感器之一。
(b)光电式感烟传感器光电式感烟传感器由光源、光敏元件和电子开关组成。
平常光源发出的光,通过透镜射到光敏元件上,电路维持正常,如果有烟雾从中阻隔,到达光敏元件上的光就显著减弱,于是光敏元件就把光强的变化变成电的变化,利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测,并及时发出报警信号。
按照光源不同,可分为一般光电式、激光光电式、紫外光光电式和红外光光电式等4种。
光电式感烟探测器发展很快,种类不断增多,就其功能而言,它能实现早期火灾报警,除应用于大型建筑物内部外,还特别适用于电气火灾危险性较大的场所,如计算机房、仪器仪表室和电缆沟、隧道等处。
根据报警器检测烟雾种类的不同要求,很多场合都会选择使用半导体烟雾传感器。
经过对比众多烟雾传感器的应用特性,发现半导体烟雾传感器的优点更加突出。
半导体烟雾传感器具有灵敏度高、响应快、体积小、结构简单,使用方便、价格便宜等优点,且不会发生探头阻缓及中毒现象,维护成本较低,因而得到广泛应用。
因此,本设计中的烟雾传感器选用MQ-2半导体气体烟雾传感器。
(c)MQ-2半导体气体烟雾传感器MQ-2半导体传感器是以清洁空气中电导率较低的金属氧化物二氧化锡(SnO2)为主体的N型半导体气敏元件。
当传感器所处环境中存在烟雾气体时,传感器的电导率随空气中烟雾气体浓度的增加而增大。
在设计报警器时只有使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。
该传感器具备一般半导体烟雾传感器灵敏度高、电导率变化大、响应和恢复时间短、抗干扰能力强、输出信号大、寿命长和工作稳定等优点,在市面上应用十分广泛。
MQ-2气敏元件的结构如图2所示,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。
MQ-2半导体气体烟雾传感器适用于烟雾、天然气、煤气、氢气、烷类气体、汽油、煤油、乙炔、氨气等的检测,对可燃性气体的(CH4、C4H10、H2等)的检测很理想。
这种传感器在较宽的浓度范围内对烟雾气体有良好的灵敏度,能够检测多种可燃性气体,十分适合应用在家庭的气体泄漏报警器中。
是一款便携式气体检测器,非常适合多种应用的低成本传感器。
其技术指标如表1所示。
由于物理量和测量范围的不同,传感器的工作机理和结构就不同。
通常烟雾传感器输出的电信号是模拟信号(已有许多新型传感器采用数字量输出)。
当信号的数值符合A/D 转换器的输入等级时,可以不用放大器放大;当信号的数值不符合A/D转换器的输入等级时,就需要放大器放大。