傳感技術在可燃性氣體泄漏報警器設計中的應用

　　目前可燃性氣體泄漏報警器的實現技術分為兩大類，一類是以單片機為核心的智能型報警器，包括信號調理、A/D 采樣和輸入輸出電路等，相對復雜。另一類完全用硬件實現，電路非常復雜。這兩類技術都采用較復雜的電路解決可燃氣傳感器的初始報警問題。而初始報警的原因是由于傳感器在開始加電時，其電導率尚未達穩態值，從而導致誤報警，約 3 min 后，傳感器的電導率達穩態值，報警才停止。

　　為了解決初始報警問題，可采用以下兩種方案：

　　1）采用二次報警方案，該方案是將傳感器的初始電導率的當量可燃氣濃度作為第一階段報警濃度，這一階段只讓報警燈亮，喇叭不響。第二階段報警是當可燃氣泄露濃度達到一個臨界危險濃度時再開啟聲音報警。這類方案需要較復雜的兩階段比較報警電路，提醒力不強且不可靠，報警靈敏度不可調；

　　2）采用比較或反饋延時的報警方案，但電路非常復雜，成本較高。因此，采用硬件設計降低成本是關鍵。這里提出一種采用數字和模擬集成電路相結合的設計方案，解決報警和二次報警的問題，并取得很好效果。

　　圖 l 中，R1 是傳感器要求的負載電阻，阻值為 120 Ω ，Vcc 為 9 V 電源電壓；A、B 為 LM358 雙運放，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 為報警靈敏度調整電位器。穩態時，調整 RW 使得加到比較器反相輸入端的電壓 V-略高于穩態時 R1 上的電壓VR1 這個電壓越高，報警靈敏度就越低。加電并使傳感器達到穩態后，MQ-KC 為較穩定的固定阻值，當 Vcc 不變時，VR1 基本為一固定值，保持不變。當有可燃性氣體泄露時，傳感器接觸到可燃氣，使其電導率上升，電阻下降，使 VR1 上升，當 VR1 高于 V-時，比較器輸出一個大于 7 V 的電壓，從而使蜂鳴器 HA 發出滴、滴的報警聲。若用該電壓控制一個繼電器，即可實現控制功能。為了提高抗干擾能力，可分別在 R1 和 B 的 V-端并聯一只濾波電容。