专利名称：模拟量点型可燃气体探测器的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及报警技术领域，具体地说，涉及一种模拟量点型可燃气体探测器。
背景技术：
凡使用管道煤气或天然气的场所，均宜安装点型可燃气体探测器，这是国家标准GB50116-1998规定所要求的，因此，民用建筑的厨房大量采用点型可燃气体探测器，用于探测民用燃气的泄漏。点型可燃气体探测器基本都使用旁热式半导体气体传感器，其工作原理是当传感器金属氧化物气敏材料被加热到一定的温度时，空气中氧被吸附形成势垒阻止载流子自由移动，而作为还原性气体的可燃气体与金属氧化物接触时，带有负电荷的氧的表面浓度降低，导致势垒降低，使传感器的等效阻值发生变化，探测器通过测量传感器电阻变化从而测出可燃气体浓度。旁热式半导体传感器具有广谱特性，在环境温度下非常稳定，灵敏度高。
现有点型可燃气体探测器接入火灾自动报警系统的方式有两种，一是探测器为独立式，报警后提供继电器无源触点信号，通过输入模块接入火灾报警控制器作为监管输入信号；二是探测器为总线制，直接通过报警总线接入火灾报警控制器或可燃气体报警控制器，探测器使用DC 24V电源，功耗基本在60mA左右。
现有点型可燃气体探测器的报警动作值为固定的设定值，其标定过程通常是将探测器置于浓度为报警动作值的气体配比箱内，先测量气体传感器输出的电压，再通过电位器调节报警判断比较器的门限电压，使探测器的报警动作值标定为设定值。
图1是一种典型的点型可燃气体探测器的电原理图，其电源具有极性，DC/DC变换控制电路N1与振荡电容C3、电感L1、续流二极管VD2、输出电压调整电阻R2、R3、输出滤波电容C4、C5组成典型的降压DC/DC变化电路，输出5V电压供传感器使用。传感器MQ在取样电位器RP1上产生的电压超过电阻R6、R7的分压值时，比较器N2A翻转并通过三极管VT1控制继电器K1动作输出报警信号。热敏电阻R5对报警门限进行简单的温度补偿，探测器总体功耗在60mA左右。
现有技术存在的主要问题点型可燃气体探测器的报警动作值为固定值无法调整，对于要求调整报警动作值的需求无法实现；探测器不能将探测到的可燃气体浓度值传送至控制器，控制室无法直观地监测现场的气体泄漏发展趋势；生产中探测器报警动作值的标定过程复杂、精确度差、效率低。催化接触燃烧式传感器的输出特性受温度影响变化较大，在未进行温度补偿的情形下，探测器报警动作值在不同环境温度下的一致性较差。独立式点型可燃气体探测器的电源、传感器出现故障时控制器无法进行监测，且安装施工复杂、系统造价高。总线制点型可燃气体探测器的电源功耗大，对于系统电源容量及电源线的线径、布设有较高的要求，实际工程中需要通过加大电源线线径、多路布线、限制每路电源线所接探测器数量来减少线路压降。且探测器同时上电时对电源的冲击很大。
发明内容
本实用新型的主要目的是提供一种报警动作值连续可调、标定精确简便的模拟量点型可燃气体探测器； 本实用新型的另一目的是提供一种能以模拟量方式传送气体浓度、并对传感器进行精确温度补偿模拟量点型可燃气体探测器； 本实用新型的还一目的是提供一种具有完善内部故障诊断、功耗低、上电冲击电流小、工作稳定可靠的模拟量点型可燃气体探测器。
为实现上述目的，本实用新型提供的模拟量点型可燃气体探测器包括一单片机，还有分别与该单片机连接的报警输出电路、气体浓度检测电路、温度检测电路和声光指示电路，一与所述单片机连接的总线信号收发电路，其用于与可燃气体报警控制器或火灾报警控制器通过无极性报警总线连接，一电源电路，其与可燃气体报警控制器或火灾报警控制器通过无极性电源线连接。
进一步的方案是总线信号收发电路包括无极性电路、限流器件、整流串联稳压电路和信号接收电路与返回信号电路；电源电路包括限流保护器件、桥块VB1、传感器电源电路及单片机电源电路。
更进一步的方案是无极性电路由四只二极管构成的桥路组成。
本实用新型以上技术方案的优点将在对实施例的说明中逐一给出。
图1是现有点型可燃气体探测器的电原理图； 图2是根据本实用新型实施例的原理框图； 图3是实施例的报警流程图； 图4是本实用新型一个实施例的电原理图。
以下结合实施例对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
参见图2，根据本实用新型的模拟量点型可燃气体探测器包括用于向探测器供电的电源电路，单片机及外围电路以及总线信号收发电路、气体浓度检测电路、温度检测电路、声光指示电路及报警输出电路组成，其中，与可燃气体报警控制器或火灾报警控制器间采用两根无极性报警总线及两根无极性电源线连接。
参见图4，本实施例的总线信号收发电路中的无极性电路由VD4-VD7组成的桥路构成，实现报警总线接线的无极性，防止因接错线造成器件损伤或无法正常工作。电阻R8、R9和自恢复保险丝F2构成限流器件，F2位于桥路前端，桥路出现故障或短路时进行限流，当出现瞬时过载时F2发热断开，过载消除后F2自动恢复导通状态。
二极管VD8、电阻R10、电容C11、C12构成整流电路，将报警总线上脉动电压整流成直流电压供稳压电路使用。串联稳压电路由电阻R16、稳压管VZ1、三极管VT3、电容C13组成，输出7V电压，C13为输出滤波电容，对电源中尖峰干扰进行滤波。
信号耦合电容C10、电阻R11、电平转换电路、光耦N3构成信号接收电路，C10将报警总线上脉动电压信号耦合至电平转换电路。电阻R12、R13、R17、二极管VD9、三极管VT2、光耦N3、电阻R18组成电平转换电路，将幅度为24V的信号经光耦隔离转换成幅度为5V的信号送单片机D1，接收控制器发送的报警动作设定值等信息。
电阻R14、R15、R35、三极管VT1、光耦N4构成返回信号电路。当向控制器返回故障、气体浓度信息时，单片机控制光耦N4的导通、截止，通过电阻R35将报警总线上电压拉低、变高产生相应的应答信号。
参见图3、图4，电阻R1、R2、自恢复保险丝F1、TVS二极管VD1构成电源电路的限流保护器件，R1、R2起限流保护作用，自恢复保险丝F2当后续电路出现过载或短路时起保护作用，VD1对输入电压进行钳位。桥块VB1实现电源线无极性，方便安装使用。C1、C2为输出滤波电容，对尖峰干扰进行滤波。
电阻R3、R5-R7、电容C1-C5、DC/DC变换控制电路N1、电感L1、二极管VD3、三极管VT7构成传感器电源电路。DC/DC变换控制电路N1采用34063，与限流电阻R3、振荡电容C3、电感L1、续流二极管VD3、输出电压调整电阻R6、R7、输出滤波电容C4、C5组成典型的降压DC/DC变化电路，振荡频率在20kHz，输出电压为5V供传感器使用。电阻R5、R19、R32、三极管VT7组成传感器电压控制电路，在单片机检测到气体浓度未超过报警设定值时控制三极管VT7导通时将R5与R7并联，改变与R6的分压比，从而使输出电压降低至3V，使探测器的电源功耗降低40％左右。
电阻R4、DC/DC变换器N2、电容C6-C9构成单片机电源电路。R4起限流保护作用，N2输出供单片机使用的DC 5V电压，C6、C7及C8、C9分别为输入、输出滤波电容，对尖峰干扰进行滤波。此路独立5V电源保证了在传感器电源电路发生故障时单片机仍可与控制器进行通讯，并将故障信息通过总线传送回控制器，避免了单片机与传感器共用电源的设计中电源部分出现故障使探测器完全瘫痪、传感器加热丝大电流对电源的干扰等问题。
单片机D1采用PIC16F684，使用内部RC振荡器，节省了外部晶体和振荡电容的使用。单片机内部的EEPROM用于探测器的唯一序列号及编码地址、报警设定值等。上电复位电路由电阻R21、电容C15组成，电容C15对干扰进行滤波，二极管VD10作用一是限制RESET端电压，二是掉电后对电容C15进行快速放电，保证下一次复位的可靠性。
单片机D1直接通过电阻R29-R31驱动点亮发光二极管HL1-HL2，分别用于指示探测器的报警、运行和故障状态。
电阻R22、电容C18、三极管VT4构成加热丝通断控制电路，探测器上电后VT4不导通，加热丝不消耗电流。当单片机与控制器通讯成功后控制VT4导通，加热丝进行3分钟预热。上电后探测器根据自身的地址编码依次顺序控制传感器加热丝工作，避免了所有现有技术探测器加热丝同时工作造成的电流冲击。
气体传感器MQ在取样电阻R24产生与可燃气体浓度成正比的输出电压，电容C16对干扰信号起滤波作用，电阻R23、电容C17组成RC滤波电路对取样信号进一步滤波后送单片机的AN6进行A/D转换。单片机在接收到控制器的巡检命令后通过三极管V15控制传感器电压恢复至5V，再间隔1个巡检周期后进行采样，将转换后的模拟量通过总线发送给控制器。单片机根据控制器设定的连续可调的报警浓度值查找对应采样值报警门限，如采样值超过设定报警门限则以3秒间隔再连续采样两次，均超过设定报警门限时确认报警并向控制器发送报警信息。当传感器出现短路、断路故障时，A/D转换值出现异常，单片机向控制器发送相应的故障信息同时断开加热丝电压。
热敏电阻R26、电阻R27-R28、电容C20构成温度检测电路。NTC热敏电阻R26与电阻R27并联后再与电阻R28串联，实现温度传感器探测的温度-输出电压线性对应，输出信号送送单片机的AN7进行A/D转换。当温度传感器发生短路、断路时，A/D转换值出现异常，单片机向控制器发送相应的故障信息。电容C20对干扰信号起滤波作用。单片机对气体传感器输出信号进行采样前先对温度进行采样，并根据环境温度的不同对报警门限进行相应的调整，以20℃为基准温度，查表后乘相应的系数。
参见图3，报警动作值的标定采用自动校准方式，探测器的报警动作值上限、下限分别为AV上、AV下。在基准环境温度下将多只待标定探测器置于内部气体浓度为AV上、AV下且均衡的气体配比箱内，由自动校准装置发出校准指令1、2，探测器单片机将气体传感器采样值(检1、检2)存储在内部EEPROM中。
单片机根据采样值的差值计算出采样值变化的速率，当自动校准装置或控制器设定探测器的报警动作值为AV后，单片机自动计算出对应报警点的采样值门限。计算公式如下
自动校准装置在探测器自动校准时将所有探测器的报警动作值设置在上/下限的中间，使点型可燃气体探测器具有很好的一致性。工程实际使用时可根据现场环境条件由控制器分别设置报警动作值，灵活使用。
参见图4，电阻R33、R34、电容C21、三极管VT6、蜂鸣器B1构成声光指示电路。在出现报警、故障时，单片机控制VT6周期导通，使蜂鸣器B1发出间歇声报警信号，R34为限流电阻。声报警电路与传感器共用电源，避免对单片机造成干扰。
电阻R25、电容C19、三极管VT5、二极管VD2、继电器K1构成报警输出电路。在发生可燃气体泄漏的情况下，单片机通过三极管VT5控制继电器K1导通，K1的触点可启动排气扇启动排除泄漏气体，或启动管道电磁阀，切断燃气管道。二极管VD2与K1线包并联起吸收冲击作用，C19对干扰信号起滤波作用。
权利要求1.模拟量点型可燃气体探测器，包括
单片机及分别与该单片机连接的报警输出电路、气体浓度检测电路、温度检测电路和声光指示电路；
其特征在于
一与所述单片机连接的总线信号收发电路，其用于与可燃气体报警控制器或火灾报警控制器通过无极性报警总线连接；
一电源电路，其与可燃气体报警控制器或火灾报警控制器通过无极性电源线连接。
2.根据权利要求1所述的模拟量点型可燃气体探测器，其特征在于
所述总线信号收发电路包括
一无极性电路；
限流器件；
整流串联稳压电路和信号接收电路与返回信号电路；
所述电源电路包括
限流保护器件、桥块VB1、传感器电源电路及单片机电源电路。
3.根据权利要求2所述的模拟量点型可燃气体探测器，其特征在于所述无极性电路由四只二极管构成的桥路组成。
专利摘要模拟量点型可燃气体探测器，包括一单片机及外围电路，还有分别与该单片机及外围电路连接的报警输出电路、气体浓度检测电路、温度检测电路和声光指示电路，一与所述单片机及外围电路连接的总线信号收发电路，其用于与可燃气体报警控制器或火灾报警控制器通过无极性报警总线连接，一电源电路，其与可燃气体报警控制器或火灾报警控制器通过无极性电源线连接。具有报警动作值连续可调、标定精确简便、以模拟量方式传送气体浓度、对传感器进行精确温度补偿、能完善内部故障诊断、功耗低、上电冲击电流小、工作稳定可靠等优点。
文档编号G01N33/00GK201488988SQ200920172100
公开日2010年5月26日 申请日期2009年5月18日 优先权日2009年5月18日
发明者孙峻岭, 李鹏, 石险峰, 单夫来, 黄岭 申请人:蚌埠依爱消防电子有限责任公司