危险气体泄漏报警毕业设计论文

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1、目录引言1总述2设计要求33方案论证与说明43.1 方案一：防盗报警器的论证43.1.1 红外线报警器的论证43.1.2 被动式热释电红外报警器的论证43.2 方案二：危险气体报警器的论证53.2.1 催化燃烧式可燃气体报警器的论证5利用集成运放完成的气体报警器的论证53.3 方案三：无线发射与接收的论证63.3.1 VD5026/VD5027无线发射与接收电路的论证63.3.1 PT2262/PT2272无线发射与接收电路的论证63.4 方案四：单片机的论证74 危险气体泄露报警器设计84.1 可燃性爆炸气体的形成84.2 可燃气体报警器的分类84.2.1 按使用方法分类84.2.2 按传感

2、器原理分类84.3 主要技术指标94.3.1 技术参数94.3.2 主要特性94.3.3 器件选择104.4 工作原理104.5 可燃气体报警器的应用范围124.5.1 用于监测报警124.5.2 寻找泄漏点124.5.3 个人防护124.6 可燃气体报警器的安装124.7 可燃气体报警器的维护134.8 可燃气体报警器校准14直接校准144.8.2 相对校准144.9 可燃气体检测器的防爆145. 红外热释电报警器的电路的设计155.1 BISS0001的结构和工作原理155.1.1 BISs0001引脚功能说明155.1.2 BISSO001的电气参数16 BISSO001工作原理165.

3、2 BISS0001在热释电红外报警应用电路175.3 安装调试196. PT2262/PT2272编码解码电路的设计206.1 PT2262/PT2272编码解码芯片介绍206.1.1 PT2262/PT2272特点206.1.2 PT2262/PT2272应用范围206.1.3 PT2262引脚见图31206.1.4 PT2262参数如表3221 PT2272 解码电路引脚见图32226.1.6 PT2262/2272芯片的地址编码设定和修改236.2 PT2262/2272芯片的发射与接收236.2.1 PT2262/2272芯片的发射与接收应用电路的设计246.2.2 PT2272接收

4、电路设计257.单片机显示电路的设计267.1 MCS-51单片机的介绍267.2 单片机的结构有类型277.3 MCS-51的引脚说明287.4 单片机显示电路原理30参考文献33附录34致谢40引 言随着石油化工行业的发展,易燃、易爆气体的种类和使用范围都随之增加.这些气体在生产、运输、使用过程中一旦发生泄漏,与空气混合后将会引发火灾,一旦浓度达到爆炸极限将会引发爆炸事故,严重危害人民的生命和财产安全.由于气体本身存在的扩散性,发生泄漏之后,在外部风力作用下,可燃气体会沿着地表面迅速扩散,形成燃烧爆炸或毒害危险区,扩大危害区域.这类事故具有突发性强、扩散迅速、救援难度大、危害范围广等特点.

5、一旦发生可燃气体泄漏事故,必须尽快采取相应措施进行处置,才能将事故损失降到最低.与时可靠地探测空气中可燃气体的含量,与时采取有效措施进行补救,采取正确的处置方法,减少泄漏引发的事故,是避免造成重大财产和人员伤亡的必要条件.这就对可燃气体的检测和监测设备提出了较高的要求.作为一种重要的气体报警器,近年来得到了广泛的使用.随着各种天然气、煤气、液化气的开发和使用,各种可燃性气体散发在工作场所和人们生活中.为了有效地进行燃气生产中的气体成分分析、环境保护中的空气污染检测和对民用燃气泄漏的检测与报警,国内外科研人员很早就致力于研究可燃气体的检测方法和控制方法,研制各式各样的气体检测和分析仪器,用于环境

6、监测、生产过程中的监控与气体成分分析、气体泄漏报警等.传统的可燃性气体报警器大多是被动式现场报警,不能进行远程监控报警,也很少能主动切断气源,所以需要设计一种智能的可燃性气体报警器.随着时代的不断进步,人们对自己所处环境的安全性提出了更高的要求,尤其是在家居安全方面,不得不时刻留意那些不速之客.现在很多小区都安装了智能报警系统,因而大大提高了小区的安全程度,有效保证了居民的人身财产安全.由于红外线是非可见光,有很强的隐蔽性和#性,因此在防盗、警戒等安防装置中得到了广泛的应用.此外,在电子防盗、人体探测等领域中,被动式热释电红外探测器也以其价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢

7、迎. 目前,市场上还没有出现一种既可以监控各种天然气、煤气、液化气又可以作为小区智能报警系统,因此,设计一种两种功能都有的报警系统非常必要,它即可以完成可燃性气体和有毒性气体的检测、报警与远程监控,又可以检测现场是否有人在可燃性气体和有毒性气体的现场,以便与早提供救援,可以将损失降到最低,还可以监控是否有人未经许可闯入危险环境,在工厂、企业和家庭都非常适用.总述随着各种天然气、煤气、液化气的开发和使用,各种可燃性气体散发在工作场所和人们生活中.为了有效地进行燃气生产中的气体成分分析、环境保护中的空气污染检测和对民用燃气泄漏的检测与报警,国内外科研人员很早就致力于研究可燃气体的检测方法和控制方法

8、,研制各式各样的气体检测和分析仪器,用于环境监测、生产过程中的监控与气体成分分析、气体泄漏报警等.传统的可燃性气体报警器大多是被动式现场报警,不能进行远程监控报警,也很少能主动切断气源,所以需要设计一种智能的可燃性气体报警器.随着时代的不断进步,人们对自己所处环境的安全性提出了更高的要求,尤其是在家居安全方面,不得不时刻留意那些不速之客.现在很多小区都安装了智能报警系统,因而大大提高了小区的安全程度,有效保证了居民的人身财产安全.由于红外线是非可见光,有很强的隐蔽性和#性,因此在防盗、警戒等安防装置中得到了广泛的应用.此外,在电子防盗、人体探测等领域中,被动式热释电红外探测器也以其价格低廉、技

9、术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎. 目前,市场上还没有出现一种即可以监控各种天然气、煤气、液化气又可以作为小区智能报警系统,因此,设计一种两种功能都有的报警系统非常必要,它即可以完成可燃性气体和有毒性气体的检测、报警与远程监控,又可以检测现场是否有人在可燃性气体和有毒性气体的现场,以便与早提供救援,可以将损失降到最低,还可以监控是否有人未经许可闯入危险,非常适用在工厂、企业和家庭中应用.设计要求可燃气体报警自动启停抽排风装置,是通过实时检测油气生产和处理装置现场安装的可燃气体报警探头或火焰探头的输出信号,判断各点的天然气浓度是否达到报警状态.一旦现场某一点或多点的可燃气体浓度达到

10、报警状态,现场报警器输出报警信号,该装置一方面自动启动安装在现场的风机抽排风,一方面自动向上一级自控系统发出区域报警信号,一旦现场所有点的可燃气体浓度低于报警临界状态,则该装置停止现场的风机工作,恢复完好待用状态.同时,风机的启停也可通过现场的开关的控制随时启停.无线可燃气体泄漏报警器适用于各种可燃气体液化气、天然气、城市煤气泄漏探测报警,即可独立工作,也可方便地配合小区防盗现场报警器与企业无线防盗报警组网使用.近年来,随着改革开放的深入发展,人民的生活水平有了很大提高.各种高档家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有,并且人们手中特别是城市居民的积蓄也十分可观.因此,越来越多的居民家庭对财产安全问

11、题十分关心.目前,许多家庭使用了较为安全的防盗门,如果再设计和生产一种价廉、性能灵敏可靠的防盗报警器用于居民家中,必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用.为此,提出无线防盗报警器的设计任务.该报警器适用于家庭防盗、也适用于中小企事业单位.其特点是灵敏、可靠,一经触发,可以立即报警；也可以延时135s秒再报警,以增加报警的突然性与隐蔽性.3方案论证与说明3.1 方案一：防盗报警器的论证红外线报警器的论证红外线具有隐蔽性,在露天防护的地方设计一束红外线可以方便地检测到是否有人出入.此类装置设计的要点：其一是能有效判断是否有人员进入；其二是尽可能大地增加防护范围.当然,系统工作的稳定性和可靠

12、性也是追求的重要指标.至于报警可采用声光信号.此类报警器的要点在于红外线信号的发射与接收部分,由于目在市场上常用的红外线发射器件和接收器件都具有频率选择性,因此要想得到较好的传输距离和稳定的性能,必须将驱动红外线发射管工作的振荡电路频率调整在红外发射器件的工作频率附近,现大部分产品的频率为38KHz,我们在设计该电路时,也是让其555电路组成的振荡器工作在38KHz附近.至于接收电路,作为报警工作的话,没有像红外线通讯那样要精确地还原出发射端发射的每一个数据,因此相对来说,要求可以放宽一些,设计时可以通过低通滤波,加倍压整流等措施,将发射的红外线信号转变成用于控制的直流控制电压,可以理解为：当

13、有红外线信号收到时输出一个高电平信号,如果有人阻断了红外线信号,输出一个低电平信号,后续电路通过这个低电平信号启动报警.从实际的效果来看,报警信号必带有锁存功能,即当有人进入设防区域后报警信号就被锁住即使人离开,报警也将继续,直到人为的按动复位键才停止报警.存在的问题1.安装时要求严格,精度要求高,有角度限制.2.对安装场所与位置要求高,有时需要多组发射与接收对管.3.发射与接收易受到干扰,手机,各种红外遥控器的干扰,误报率高.4.使用寿命短,监控时电源不可间断,对红外发射与接收对管的寿命影响很大. 被动式热释电红外报警器的论证BISS0001是一款高性能的被动式热释电红外线传感信号处理器它配

14、以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关,这里介绍BISS0001原理和结构以与利用BISS0001设计一种红外线感应报警装置热释电传感器是一种近十几年发展起来的新型红外传感器,在红外检测领域中占有越来越重要的地位,已广泛应用于红外测温、红外报警、工业过程自动监控、激光测量、光谱分析、气体分析、红外摄像和空间技术等诸多方面.与其它红外传感器相比,突出的优点之一是可在室温条件下工作,无需致冷.尽管如此,对于它的温度稳定性仍有必要研究.这是因为这种传感器的应用场合不同,环境温度可能差别很大.BISS0001是一款高性能的被动式热释电红外线传感信号处理器它配以热释电红外传感器和少

15、量外接元器件构成被动式的热释电红外开关,BISSO001采用高性能CMOS工艺制造,功耗很低；工作电压是36V,推荐使用5V；当工作电压为5V时,输出的驱动电流对应为10 mA；工作温度为-2070；贮存温度-40125.热释电红外线传感器能克服红外传感器的缺点,所以采用方案二.3.2 方案二：危险气体报警器的论证 催化燃烧式可燃气体报警器的论证催化燃烧式可燃气体报警器探测器由一对催化燃烧式检测元件组成,其中一个元件对可燃气体非常敏感,另一个元件不敏感,不敏感元件用于补偿环境变化.这一对催化燃烧式检测元件与电路板上一对电阻构成惠斯通电桥,当周围环境存在可燃气体时,在催化剂的作用下敏感元件上发生

16、催化燃烧,使其温度升高,从而使其电阻增大,这样,电桥失去平衡,探测器产生与气体浓度成正比的电信号,经电路部分放大后,由控制器报警.缺点是成本高,不容易扩展,安装调试复杂,受外界影响较大,所以不采用.利用集成运放完成的气体报警器的论证利用集成运放和少量外围元件便可完成对气体传感器采集到的信号,放大,处理,控制,便可完成报警功能,工作简单,方便,容易实现,能进行电路扩展,可以单独使用,也可以在小区内组网使用,所以可燃气体报警器探测器选用此方案,工作过程如下：a、电源指示：绿灯,通电后亮起,报警时熄灭.b、报警指示：红灯,报警时闪亮.c、接通电源,绿灯亮或闪烁3分钟后,报警器开始正常工作.当所检测可

17、燃气体泄漏达到预警浓度,报警器开始报警,绿灯熄灭,红灯闪亮,发出滴滴滴的持续报警声音,同时发出高频无线报警信号.当所检测气体的浓度下降到预警浓度以下,报警器停止报警.d、报警器内的电路板上已预留继电器控制电路,用户可方便加装,报警时可由继电器控制排风扇即时排出可燃气体,也可同时控制气源电磁阀即时关闭气源.3.3 方案三：无线发射与接收的论证 VD5026/VD5027无线发射与接收电路的论证VD5026、VD5027是CMOS大规模集成电路.前者通过发射系统发射数字编码.二者结合在一起构成一个数字遥控发射接收系统.VD5027需与VD5026配合使用,管脚排列图与VD5026相似,也是DIP1

18、8脚双列直插芯片.其18脚是8位地址编码输入端,使用时其状态与VD5026的18脚地址状态完全对应,否则VD5027不能译码.14脚是信息码输入端.1013脚与17脚是译码输出端.15、16脚是内置振荡器电阻输入端,使用时必须与VD5026的15、16脚的电阻保持一致.当VD5027译码到的地址与自己的地址编码对应时,接收到的VD5026的l0l3脚的输入状态就被锁存到VD5027的1013脚,直到VD5026的1013脚的输入状态再次改变并被VD5027接收到.同时当VD5027译码到的地址与自己的地址编码对应时,17脚就输出高电平,但不保持,一旦VD5027接收不到该信息,17脚就返回到低

19、电平.根据这一特点,设计者可以根据自己的逻辑需要选择合适的控制端.根据以上介绍可知,同一个由VD5026组成的遥控发射器,通过选择不同的地址编码,可以控制6561个由VD5027组成的遥控接收器,进而可以控制多达6561个对象,应用非常方便.3.3.1 PT2262/PT2272无线发射与接收电路的论证PT226/PT2272是#普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗、低价位、通用编解码电路,PT22622272最多可有12位AOA11三态地址端管脚,任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位数据端管脚,设定的地址码和数据码从6脚串行输出,可用于无线遥控发射电路.PT226

20、22272芯片的地址编码设定和修改：在通常使用中,我们一般采用8位地址码和4位数据码,这时编码电路PT2262和解码PT2272的第18脚为地址设定脚,有三种状态可供选择：悬空、接正电源、接地三种状态.3的8次方为6561,所以地址编码不重复度为6561组,只有发射端PT2262和接收端PT2272的地址编码完全相同才能配对使用.当两者地址编码完全一致时,接收机对应的DOD5端输出约4V互锁高电平控制信号,同时VT端也输出解码有效高电平信号.用户可将这些信号加一级放大,便可驱动继电器、功率三极管等进行负载遥控开关操纵.此两种方案都比较方便,容易实现,这里选用PT2262/PT2272.3.4

21、方案四：单片机的论证8051是MCS-51系列单片机的典型产品.8051单片机包含中央处理器、程序存储器、数据存储器、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元与数据总线、地址总线和控制总线等三大总线.此单片机价格低,功能多,实现方便,外围电路少,所以选用此单片机.4 危险气体泄露报警器设计4.1 可燃性爆炸气体的形成可燃性爆炸气体是指由两种或两种以上成分组成的爆炸性物质.其成分之一是可燃物,二是助燃剂.这类爆炸主要是可燃性气体与空气或氧气的混合物所发生的爆炸.如果可燃气体与空气或氧气混合后,一旦达到它的爆炸极限,遇火源即发生爆炸.一般来说不同的可燃气体有不同的爆炸极限.爆炸极限浓度

22、通常用可燃性气体的体积百分浓度表示,如甲烷的爆炸下限为5.它又分为爆炸上限与爆炸下限,爆炸下限用LEL表示,爆炸上限用UEL表示.可燃性气体在空气中的含量低于下限或高于上限都不会发生爆炸.如果可燃性气体浓度小于爆炸下限即为过稀的混合物,它无爆炸危险,引燃时过稀的混合物很快地燃烧掉.相反如果可燃性气体浓度高于爆炸上限,即混合物的浓度过大,空气的含量不足,也不能形成爆炸.如：空气中甲烷的爆炸下限为5,爆炸上限为15也就是说空气中甲烷浓度在515是最危险的,一旦遇火源即会引起爆炸.4.2 可燃气体报警器的分类 按使用方法分类 便携式可燃气体报警器仪器将传感器,测量电路,显示器,报警器,充电池,抽气泵

23、等组装在一个壳体内,成为一体式仪器,小巧轻便,易携带,泵吸式采样,可随时检测. 固定一体式可燃气体报警器与便携式一样,不同的是安装在现场,220V交流供电,连续自动检测报警,大多为扩散式采样. 固定分体式可燃气体报警器传感器和信号变送电路组装在一个防爆壳体内,俗称探头,安装在现场.二次仪表也称控制器包括数据处理,显示器,报警控制和电源,安装在控制室：探头扩散式采样,二次仪表显示报警.4.2.2按传感器原理分类 催化燃烧式可燃气体报警器检测各种可燃气体或蒸汽.由两只固定电阻构成惠斯登检测桥路.测量时要在参比和测量电桥上施加电压,使之加热而发生催化反应.正常情况下,电桥是平衡的,V1=V2,输出为

24、零,如有可燃性气体存在,它的氧化过程会使测量桥被加热,温度增加,而此时参比桥温度不变,电路会测出它们之间的电阻变化+V2V1,电桥输出一个变化的电压信号,这个电压信号的大小与可燃气体的浓度成正比.它具有选择性好、反应准确、稳定性好、定量检测、控制可靠、不易产生误报.目前绝大部分可燃气体检测采用该类型传感器. 红外式可燃气体报警器：红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理,具有抗中毒性好,反应灵敏,对大多数碳氢化合物都有反应：但结构复杂,成本高.半导体式可燃气体报警器半导体式传感器利用被测气体的吸附作用,改变半导体的电导率,通过电流变化的比较,激发报警电路.由于半导体式传感器测量时受环境

25、影响较大,输出线形不稳定.因其反应十分灵敏,故目前广泛用于测量气体的微漏现象. 热导式可燃气体报警器的工作原理是利用各种气体不同的热导系数,即具有不同的热传导速率来进行测量的.当被测气体以恒定的流速流人仪器时,热导池内的铂热电阻丝的阻值会因被测气体的浓度变化而变化,运用惠斯顿电桥将阻值信号转换成电信号,通过电路处理将信号放大、温度补偿、线性化,使其成为测量值.氢气浓度的测量一般采用热导式气体分析仪器,由于氢气的热导系数较高,一般测量氢气浓度的分析仪器都采用热导原理.4.3 主要技术指标技术参数a、工作电压：交流220Vb、静态功耗：2Wc、报警浓度：液化气 0.1%0.5%；天然气 0.1%1

26、%；城市煤气 0.1%0.5%；一氧化碳 0.1%0.4%d、燃气响应恢复时间：30s；一氧化碳响应恢复时间：200se、报警音量：70dBf、工作环境：湿度97%RH；温度-15+50 主要特性a稳定性稳定性是指传感器在整个工作时间内基本响应的稳定性,取决于零点漂移和区间漂移.零点漂移是指在没有目标气体时,整个工作时间内传感器输出响应的变化.区间漂移是指传感器连续置于目标气体中的输出响应变化,表现为传感器输出信号在工作时间内的降低.理想情况下,一个传感器在连续工作条件下,每年零点漂移小于10.b 灵敏度灵敏度是指传感器输出变化量与被测输人变化量之比,主要依赖于传感器结构所使用的技术.大多数气

27、体传感器的设计原理都采用生物化学、电化学、物理和光学.首先要考虑的是选择一种敏感技术,它对目标气体的阀限制TLV-thresh -old limit value 或最低爆炸限LEL -lower explosive limit 的百分比的检测要有足够的灵敏性c 选择性选择性也被称为交叉灵敏度.可以通过测量由某一种浓度的干扰气体所产生的传感器响应来确定.这个响应等价于一定浓度的目标气体所产生的传感器响应.这种特性在追踪多种气体的应用中是非常重要的,因为交叉灵敏度会降低测量的重复性和可靠性,理想传感器应具有高灵敏度和高选择性. d 抗腐蚀性 抗腐蚀性是指传感器暴露于高体积分数目标气体中的能力.在气

28、体大量泄漏时,探头应能够承受期望气体体积分10-20倍.在返回正常工作条件下,传感器漂移和零点校正值应尽可能小. 气体传感器的基本特征,即灵敏度、选择性以与稳定性等,主要通过材料的选择来确定.选择适当的材料和开发新材料,使气体传感器的敏感特性达到最优. 器件选择aMR513热线型半导体气敏元件MR513型气敏元件通过气体吸附在金属氧化物半导体表面而产生热传导变化与电传导变化的原理,由白金线圈电阻值变化测定气体浓度.MR513由检测元件和补偿元件配对组成电桥的两个臂,遇可燃性气体时检测元件电阻减小,桥路输出电压变化,该电压变化随气体浓度增大而成比例增大,补偿元件起温度补偿作用.该器件适合民用,工

29、业现场的便携式酒精探测器和汽车点火控制系统.bMQ303A酒精传感器 MQ303A是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器,对酒精具有高灵敏度和快速的响应性,适合于便携式酒精探测器和汽车点火控制系统.cM007可燃性气体传感器 M007可燃性气体传感器用于家庭与工业对丙烷,丁烷,氢气与其他可燃性气体的检测天然气,液化石油气等.4.4 工作原理危险气体泄露报警器电路如图11工作过程是：在待机状态下,传感器始终在检测室内可燃性气体的浓度,当室内可燃性气体的浓度超过5时,传感器产生的电压将超过门限电压,此时振荡器开始工作,输出脉冲去控制蜂鸣器发出报警,同时经三极管控制继电器,将拍风扇打开,使可燃性气体的

30、浓度降低,避免因可燃性气体的浓度过高引起爆炸或使人员发生中毒,同时控制无线发射电路工作,发出无线报警信号,使远程监控人员与时发现,避免重大事故的发生.图11危险气体泄露报警器电路4.5 可燃气体报警器的应用范围4.5.1用于监测报警将固定式可燃气体报警器安装在易燃易爆气体的生产、储运、使用等场所中,与时检测气体含量,与早发现泄漏,并将其与保护系统联动,使保护系统在气体达到预先设置的报警值时动作,如激活排风扇,喷淋,自动切断电源,安全报警系统等,可以避免事故的发生.4.5.2寻找泄漏点将固定式可燃气体报警器与计算机连接,当泄漏报警后,能迅速找到泄漏点,采取适当的堵漏措施.在有些情况下,由于管线较

31、长,容器较多,泄漏点较隐蔽,而在有效制止泄漏之前,一定要确定泄漏的地点.由于任何情况下,任何气体或蒸汽都是从其源头扩散出来的,离泄漏点越近,气体的浓度越高.当完全扩散后,浓度稀释为零.而我们用便携式报警器可以测量到很多气体和蒸汽的浓度变化,并跟随浓度的增加发现源头.报警器所具有的泄漏检测能力不仅可以快速找到危险源头,而且可以节省很多时问和费用.4.5.3个人防护工作人员进入储藏危险物品密闭空间、进入危险场所的下水沟、电缆沟或设备内操作时,直携带便携式可燃气体报警器检测危险气体或液体的浓度.工作人员在设备检修置换后应检测残留危险气体或液体,特别是动火前检测更为重要.4.6可燃气体报警器的安装从一

32、个泄漏点扩散出来的气体,在现场的浓度分布不会是均匀的,相近两点的浓度可能相差很大.目前,国内生产的可燃气体报警器,几乎全部采用气体自由扩散式,其安装位置与点数的选择是十分重要的.既要考虑投资的经济性,又要考虑使用的实际效果,以确保生产的安全.可燃气体报警器的安装,首先应考虑易爆场合的整体布局,可燃气体的性质、悬浮性,现场的风向、风速等.具体来说在安装的时候一般有下面一些原则：安装时探头必须朝下,否则可能会因颗粒物质或液体而引起堵塞当可燃气体的比重小于空气时,气体将往上跑,探头应安装在易泄漏点的上方气体容易聚集处；而当比重大于空气比重时,气体将下沉,探头应安装在地面上例如室内通风不畅部位和地沟,

33、现场通往控制室的地下电缆沟有密封盖的污水沟槽,死角等易积聚可燃气体的地方.安装在地面上时,探头一般要距地面不少于03m,这样既有利于安装、维护和标定,又避免了地面溅水和油尘的污染.容易泄漏的地方往往在各种阀门、接口等处,在这些地方一般要安装探头,尤其在可燃气体或液体的安装接口,应安装二个或二个以上的探头.还应研究泄漏点的泄漏状态,了解一旦泄漏时,是微漏还是喷射状泄漏,如果是微漏,安装的位置就应靠近泄漏点；若是呈喷射状泄漏,则安装的位置应稍远离泄漏点.根据场所的主导风向和车间空气自然流动的习惯通道,探头安装在气体泄漏点的下风侧.冬季的时候,门窗一般关闭,若发生可燃气泄漏,会很快达到爆炸下限.因此

34、一般在主导风向下风侧设置一检测点,对大厂房可设置多个检测点.对于有可燃气体泄漏可能性的大中型厂房内,在压缩机、泵、阀、反应储罐和其它容易产生泄漏的高压气体设备的周围,建议每10m设置一个检测点,这些设备周围容易滞留可燃气体的地方,应配制一个以上的探头在建筑物外的上述设备周围,按不大于20m的间隔配置,并视装置区设备的安装密度和生产过程发生爆炸的危险程度做相应的增减.4.7可燃气体报警器的维护可燃气体报警器安装完毕后,应定期检查,以避免季节、气候的影响,检查周期一般为每3个月一次.当探头接近其正常使用寿命或出现非正常读数时,标定的间隔还应缩短.尤其对于采用催化燃烧原理的报警器,因为存在双值现象,

35、更应注意.如果在探头安放地区有某些会降低探头灵敏度的化学物质发生泄漏后,应立即进行标定在平常检查时,如需打开盒盖,务必先使用便携式可燃气体检测仪检测周围的气体,确认环境中无可燃气体存在.因为打开盒盖并与电源连接时,可能会成为环境中可燃气体的点火源,一旦处于爆炸区,将导致严重的伤害.检查过程中应注意不要使探头长时间地接触可燃气体,以免影响探头的使用寿命在平常使用时,应注意避免人为的经常高浓度可燃气体的冲击,如不要在探头附近大量使用固体喷胶、杀虫剂、油漆粘剂、酒精等；可以经常用吸尘器清除探头上进气孔的灰尘和油污,对于采用红外原理的报警器,应使用清洁柔软的纸擦拭透光窗和镜面,如果脏污程度较严重,可以

36、用等体积的异丙基醇和水的混合液进行清洁；避免探头经常断电,经常性的断电将导致检测元件工作不稳定.长时间断电后,由于探头的吸附特性,检测性能要经过72h的预热时间后才会稳定下来,在此期间指示可能会发生错误,这只是一种过渡状态,而非仪表失灵.可燃气体报警器大都有上下两个报警点,下限报警一般设置在20LEL,上限报警可设置在4060LEL,不宜再高,以保证发生上限报警时,用户能有一定的处理时间.4.8 可燃气体报警器校准4.8.1直接校准通常情况下应根据仪器自身的要求,如催化燃烧式报警器上标明的校准气体为i-C4Hto或CH4应该就用这种标准气体进行校准.如果没有标明,应尽可能用待测气体校准,一般是

37、先校准仪器零点,再用标准气体校准.通常应选用仪器量程80,50,10左右的标准气体.4.8.2相对校准用待测气体校准仪器是最准确的如没有待测气体标准物质或待测气体是未知的,就只能选择用一种气体校准但检测另一种气体的相对校准法,即使用校准系数或校准曲线的方法.如果以LEL为单位,仪器用甲烷标准气体校准,而要检测的是乙醇气体,此时就要考虑校准系数,乙醇对甲烷的校准系数是1.25.也就是用此仪器测得的乙醇实际浓度应为仪器显示浓度乘以1.25.如仪器显示为40LEL,则实际乙醇浓度为40LEE1.25=50LEE.校准系数越接近l,则测量结果越准.如果以10 为单位,可能就要用到校准曲线,校准曲线的斜

38、率越接近l,测量结果越准.但是由于不同传感器问的校准系数,校准曲线也会有所不同,校准系数或校准曲线必须由制造商提供,因此这一方法也有较大的局限.4.9 可燃气体检测器的防爆可燃气体报警器由于要在防爆现场工作,为避免仪表成为引起爆炸的火源,在设计制造时就采取了防爆措施,即使在有危险性混合物或有危险的现场中,也不会成为点火源,一般可把安全火花型列为安全程度特别高的防护类型.安全火花型电器只能用很小的能量进行工作,使得甚至在故障的时候既不能通过短路或断路火花,也不能通过其它的热效应点燃可爆炸的混合物.目前常见的有隔爆型和本安型两种.其防爆形式的标志如下：隔爆型,本安型,隔爆型仪器将电气部分密封于能承

39、受一定压力的特种金属壳内,其与气体接触部分的传感器通常包复在能分散热量的粉末冶金体内.本安型仪器在电路设计时,就已将电路内电流强度限制在安全的范周内,弱电流电路的电气设备不仅在正常情况下,而且即使在发生故障时产生点火花与危险温度,也不能点燃爆炸性气体.这种仪器能从本质上抑制点火能力,同样传感器部分也由粉末冶金体密封.5. 红外热释电报警器的电路的设计BISS0001是一款高性能的被动式热释电红外线传感信号处理器它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关,这里介绍BISS0001原理和结构以与利用BISS0001设计一种红外线感应报警装置5.1 BISS0001的结构和工作

40、原理5.1.1 BISs0001引脚功能说明热释电传感器 引脚1：可重复触发和不可重复触发选择端当设为l时,允许重复触发；反之,不可重复触发引脚2：控制信号输出端由有效触发的上跳变沿触发,使输出从低电平跳变到高电平视为有效触发在输出延迟时间外和无有效触发时,保持低电平引脚3、4：输出延迟时间TX调节端,TX49152R1C1引脚5、6：触发封锁时间Ti调节端Ti=24R2C2引脚11、7：工作电源正、负端引脚8：参考电压与复位输入端通常接VDD,当接0时,可使定时器复位引脚9：触发禁止端当V 0.2VCC时,禁止触发；反之,允许触发引脚10：运算放大器偏置电流设置端端引脚13、12：第2级运算

41、放大器反向输入端、输出引脚l4、l5、l6：第1级运算放大器同向输入端、反向输入端、输出端5.1.2 BISSO001的电气参数BISSO001采用高性能CMOS工艺制造,功耗很低；工作电压是36V,推荐使用5V；当工作电压为5V时,输出的驱动电流对应为10 mA；工作温度为-20-+70；贮存温度-40-+1255.1.3 BISSO001工作原理BISS0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以与封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路它可被设置为可重复触发和不可重复触发2种方式下面分别介绍2种工作方式根据实际需要,利用运算放大器0P1组成传感信号预处理电路,将信号

42、放大然后耦合给运算放大器OP 2再进行第2级放大,同时将直流电位抬高为图2所标注的VM后,将输出信号V2转换成有效触发信号Vs由于VH=0.7 VDD、VL=0.3 VDD,所以,当VD =5V时,可有效抑制1V的噪声干扰,提高系统的可靠性COP3是一个条件比较器当输入电压VCVR 时,COP3输出为低电平,封住了与门U2,禁止触发信号Vs向下级传递；而当Vc VR时,COP3输出为高电平,进入延时周期当A端接0电平时,在TX时间内任何V2的变化都被忽略,直至TX时间结束,即所谓不可重复触发工作方式当TX时间结束时,VO下跳回低电平,同时启动封锁时间定时器而进入封锁周期在Ti时间内,任何V2的

43、变化都不能使VO跳变为有效状态,可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰.可重复触发方式工作原理图见图4可重复触发工作方式下的波形在VC=0、A=0期间,信号VS不能触发, VS为有效状态在Vc=1、A=1时,Vs可重复触发Vo为有效状态并可促使Vo在TX周期内一直保持有效状态在TX时间内,只要Vs发生上跳变,则Vo将从Vs上跳变时刻起继续延长一个TX周期；若Vs保持为1状态,则一直保持有效状态；若Vs保持为0状态,则在TX周期结束后Vo恢复为无效状态,并且,同样在封锁时间Ti内,任何Vs的变化都不能触发Vo为有效状态.5.2 BISS0001在热释电红外报警应用电路BISS0001热释电红外报

44、警电路如图5首先,根据实际需要,利用运算放大器OP1组成传感信号预处理电路,将信号放大.然后耦合给运算放大器OP2,再进行第二级放大,同时将直流电位抬高为VM后,将输出信号V2送到由比较器COP1和COP2组成的双向鉴幅器,检出有效触发信号Vs.由于VH0.7VDD、VL0.3VDD,所以,当VDD=5V时,可有效抑制1V的噪声干扰,提高系统的可靠性. COP3是一个条件比较器.当输入电压VcVR时,COP3输出为低电平封住了与门U2,禁止触发信号Vs向下级传递；而当VcVR时,COP3输出为高电平,进入延时周期.当A端接0电平时,在Tx时间内任何V2的变化都被忽略,直至Tx时间结束,即所谓不

45、可重复触发工作方式.当Tx时间结束时,Vo下跳回低电平,同时启动封锁时间定时器而进入封锁周期Ti.在Ti时间内,任何V2的变化都不能使Vo跳变为有效状态高电平,可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰.以下图所示的可重复触发工作方式下的波形,来说明其工作过程.可重复触发工作方式下的波形在Vc=0、A=0期间,信号Vs不能触发Vo为有效状态.在Vc=1、A=1时,Vs可重复触发Vo为有效状态,并可促使Vo在Tx周期内一直保持有效状态.在Tx时间内,只要Vs发生上跳变,则Vo将从Vs上跳变时刻起继续延长一个Tx周期；若Vs保持为1状态,则Vo一直保持有效状态；若Vs保持为0状态,则在Tx周期结束后V

46、o恢复为无效状态,并且,同样在封锁时间Ti时间内,任何Vs的变化都不能触发Vo为有效状态.图5 热释电红外报警电路5.3 安装调试经实验证明,本设计此热释电开关的抗电磁波干扰性能符合GB10408中5.6.1要求,一般手机电磁干扰不会引起误触发探测器在正常灵敏度的范围内,受3m外卤素灯透过玻璃照射,不会引起误触发此热释电红外开关只能安装在室内,其误触发率与安装的位置和方式有极大的关系正确的安装应满足下列条件：远离空调、冰箱、火炉等空气温度变化幅度大的地方.在探测范围内不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔离物.不要直对窗口,否则窗外的热气流扰动和人员走动会引起误报,有条件的最好把窗帘拉上红外线热释电

47、传感器也不要安装在有强气流活动的地方.6. PT2262/PT2272编码解码电路的设计6.1 PT2262/PT2272编码解码芯片介绍PT2262/PT2272是#普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路,PT2262/PT2272最多可有12位三态地址端管脚,任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出,可用于无线遥控发射电路.6.1.1 PT2262/PT2272特点CMOS工艺制造,低功耗外部元器件少RC振荡电阻工作电压范围宽：2.6-15v数据最多可达6位地址码最多可达531441种6.1.2 PT

48、2262/PT2272应用范围 车辆防盗系统家庭防盗系统遥 控 玩 具其他电器遥控6.1.3 PT2262引脚见图31图31PT2262管脚说明表31表31名称管脚说 明A0-A111-8、10-13地址管脚,用于进行地址编码,可置为0,1,f,D0-D57-8、10-13数据输入端,有一个为1即有编码发出,内部下拉Vcc18电源正端Vss9电源负端TE14编码启动端,用于多数据的编码发射,低电平有效；OSC116振荡电阻输入端,与OSC2所接电阻决定振荡频率；OSC215振荡电阻振荡器输出端；Dout17编码输出端正常时为低电平在具体的应用中,外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节,阻值越大振

49、荡频率越慢,编码的宽度越大,发码一帧的时间越长.6.1.4 PT2262参数如表326.1.5 PT2272 解码电路引脚见图32图32PT2272管脚说明表33:表33名称管脚说 明A0-A111-8、10-13地址管脚,用于进行地址编码,可置为0,1,f,必须与2262一致,否则不能解码D0-D57-8、10-13地址或数据管脚,当作为数据管脚时,只有在地址码与2262一致,数据管脚才能输出与2262数据端对应的高电平,否则输出为低电平,锁存型只有在接收到下一数据才能转换Vcc18电源正端Vss9电源负端DIN14数据信号输入端,来自接收模块输出端OSC116振荡电阻输入端,与OSC2所接

50、电阻决定振荡频率；OSC215振荡电阻振荡器输出端；VT17解码有效确认 输出端常低解码有效变成高电平瞬态PT2272解码芯片有不同的后缀,表示不同的功能,有L4/M4/L6/M6之分,其中L表示锁存输出,数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态,直到下次遥控数据发生变化时改变.M表示非锁存输出,数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应,可以用于类似点动的控制.后缀的6和4表示有几路并行的控制通道,当采用4路并行数据时PT2272-M4,对应的地址编码应该是8位,如果采用6路的并行数据时,对应的地址编码应该是6位.6.1.6 PT2262/2272芯片的地址编码设定和修改在通常使用

51、中,我们一般采用8位地址码和4位数据码,这时编码电路PT2262和解码PT2272的第18脚为地址设定脚,有三种状态可供选择：悬空、接正电源、接地三种状态,3的8次方为6561,所以地址编码不重复度为6561组,只有发射端PT2262和接收端PT2272的地址编码完全相同,才能配对使用,遥控模块的生产厂家为了便于生产管理,出厂时遥控模块的PT2262和PT2272的八位地址编码端全部悬空,这样用户可以很方便选择各种编码状态,用户如果想改变地址编码,只要将PT2262和PT2272的18脚设置相同即可,例如将发射机的PT2262的第1脚接地第5脚接正电源,其它引脚悬空,那么接收机的PT2272只

52、要也第1脚接地第5脚接正电源,其它引脚悬空就能实现配对接收.当两者地址编码完全一致时,接收机对应的D1D4端输出约4V互锁高电平控制信号,同时VT端也输出解码有效高电平信号.用户可将这些信号加一级放大,便可驱动继电器、功率三极管等进行负载遥控开关操纵.O O O O O O O O L- - - - - - - -1 1 1 1 1 1 1 1 H设置地址码的原则是：同一个系统地址码必须一致；不同的系统可以依靠不同的地址码加以区分.至于设置什么样的地址码完全随客户喜欢.6.2 PT2262/2272芯片的发射与接收编码芯片PT2262发出的编码信号由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字,解

53、码芯片PT2272接收到信号后,其地址码经过两次比较核对后.VT脚才输出高电平,与此同时相应的数据脚也输出高电平,如果发送端一直接通电源,编码芯片也会连续发射.当没有报警动作时,PT2262不能接通电源,其17脚为低电平,所以315MHz的高频发射电路不工作,当有按键按下时.PT2262得电工作,其17脚输出经调制的串行数据信号,当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号,当17脚为低电平期间315MHz的高频发射电路停止振荡.所以高频发射电路完全受控于PT2262的17脚输出的数字信号,从而对高频电路完成幅度键控相当于调制度为100的调幅.在具体的应用中,外接振荡电

54、阻可根据需要进行适当的调节,阻值越大振荡频率越慢.编码的宽度越大,发码一帧的时间越长.推荐值：2262/4.7M和2272/820K；2262/3.3M和2272/680K；2262/1.2M和2272/200K.6.2.1 PT2262/2272芯片的发射与接收应用电路的设计PT2262发射电路的编码是由1-8脚来完成,有高电平和低电平或悬空三种状态,可组成6561编码,有4位数据码,每个编码可发射16组数据,只有发射端PT2262和接收端PT2272的地址编码完全相同,才能配对使用,最后由PT2262的17脚送往无线发射电路发射出去,数据码只有高电平和低电平两种状态.如图33图33 PT2

55、262发射电路6.2.2 PT2272接收电路设计PT2272接收电路的编码与发射电路的编码必须严格一致,否则不能解码,接收电路是将发射出的ASK接收并解码,编码信号由PT2272的14脚输入,在芯片内部解码,从PT2272的10-13脚输出解码信号,如图34：图34 PT2272接收电路7.单片机显示电路的设计7.1 MCS-51单片机的介绍8051是MCS-51系列单片机的典型产品.8051单片机包含中央处理器、程序存储器、数据存储器、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元与数据总线、地址总线和控制总线等三大总线,现在我们分别加以说明： 中央处理器中央处理器是整个单片机的核心

56、部件,是8位数据宽度的处理器,能处理8位二进制数据或代码,CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作,完成运算和控制输入输出功能等操作. 数据存储器8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元,它们是统一编址的,专用寄存器只能用于存放控制指令数据,用户只能访问,而不能用于存放用户数据,所以,用户能使用的RAM只有128个,可存放读写的数据,运算的中间结果或用户定义的字型表. 程序存储器8051共有4096个8位掩膜ROM,用于存放用户程序,原始数据或表格. 定时/计数器8051有两个16位的可编程定时/计数器,以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向. 并行输入输出

57、口8051共有4组8位I/O口,用于对外部数据的传输. 全双工串行口8051内置一个全双工串行通信口,用于与其它设备间的串行数据传送,该串行口既可以用作异步通信收发器,也可以当同步移位器使用. 中断系统8051具备较完善的中断功能,有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断,可满足不同的控制要求,并具有2级的优先级别选择. 时钟电路8051内置最高频率达12MHz的时钟电路,用于产生整个单片机运行的脉冲时序,但8051单片机需外置振荡电容.7.2 单片机的结构有类型单片机的结构有两种类型,一种是程序存储器和数据存储器分开的形式,即哈佛结构,另一种是采用通用计算机广泛使用的程序存储器与数据

58、存储器合二为一的结构,即普林斯顿结构.INTEL的MCS-51系列单片机采用的是哈佛结构的形式,而后续产品16位的MCS-96系列单片机则采用普林斯顿结构.MCS-51系列单片机的内部结构如图41所示:图41MCS-51系列单片机的内部结构示意图如图42所示：图427.3 MCS-51的引脚说明MCS-51系列单片机中的8031、8051与8751均采用40Pin封装的双列直接DIP结构,图43是它们的引脚配置,40个引脚中,正电源和地线两根,外置石英振荡器的时钟线两根,4组8位共32个I/O口,中断口线与P3口线复用.现在我们对这些引脚的功能加以说明：图43 MCS-51引脚图Pin20:接

59、地脚.Pin40:正电源脚,正常工作或对片内EPROM烧写程序时,接+5V电源.Pin19:时钟XTAL1脚,片内振荡电路的输入端.Pin18:时钟XTAL2脚,片内振荡电路的输出端.8051的时钟有两种方式,一种是片内时钟振荡方式,但需在18和19脚外接石英晶体和振荡电容,振荡电容的值一般取10p-30p.另外一种是外部时钟方式,即将XTAL1接地,外部时钟信号从XTAL2脚输入.如图44所示:图44输入输出引脚：Pin39-Pin32为P0.0-P0.7输入输出脚,Pin1-Pin1为输入输出脚,Pin21-Pin28为输入输出脚,Pin10-Pin17为输入输出脚,这些输入输出脚的功能说

60、明将在以下内容阐述.Pin9：RESET/Vpp复位信号复用脚,当8051通电,时钟电路开始工作,在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平,系统即初始复位.初始化后,程序计数器PC指向0000H,P0-P3输出口全部为高电平,堆栈指钟写入07H,其它专用寄存器被清0”.RESET由高电平下降为低电平后,系统即从0000H地址开始执行程序.然而,初始复位不改变RAM包括工作寄存器R0-R7的状态,8051的初始态如表41所示:表41特殊功能寄存器初始态特殊功能寄存器初始态ACC00HB00HPSW00HSP07HDPH00HTH000HDPL00HTL000HIP#x00000BTH100HIE0#00000BTL100HTMOD00HTCON00HSCON#BSBUF00HP0-P31111111BPCON0#xB8051的复位方式可以是自动复位,也可以是手动复位,见图45所示.此外,RESET/Vdd还是一个复用脚,Vcc掉电其间,此脚可接上备用电源,以保证单片机内部RAM的数据不丢失.图45Pin30：ALE/PROG当访问外部程序器时,ALE的输出用于锁存地址的低位字节.而访问内部程序存储器时,ALE端将有一个1/6时钟频率的正脉冲信号,这个信号可以用于识别单片机是否工作,也可以当作一个时钟向外输出.更有一个特点,当访问