一种矿用本安型烟雾传感器的信号处理电路的制作方法

1.本实用新型属于矿山安全检测设备技术领域，涉及矿井煤矿场所的烟雾检测，尤其涉及一种矿用本安型烟雾传感器的信号处理电路。


背景技术：

2.通常矿井工作中，矿井下的作业区有通风机、监测传感器及大量电器设备。矿用本安型烟雾传感器主要用于监测矿井下的烟雾环境，当井下的通风设备出现故障或工作性能不佳，甚至已经损坏的情况下，导致井下烟雾浓度过高的情况，这对于某些安全意识淡薄的煤矿工作人员来讲十分危险，甚至威胁作业人员的生命安全。因此，需要设计一种矿用本安型烟雾传感器，通过其信号处理电路对采集到的矿井环境下的实时烟雾数据信息进行判断、处理及分析，当烟雾浓度达到报警值时进行声光报警，从而保证井下作业环境的安全。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种矿用本安型烟雾传感器的信号处理电路，无需外接单片机等控制器件就可以实现声音报警，且烟雾探测灵敏度可进行调整，灵活可变，适用范围广。
4.本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的：
5.这种矿用本安型烟雾传感器的信号处理电路，包括烟雾报警芯片，所述烟雾报警芯片分别与烟雾输入匹配电路、按钮测试电路及低电源检测电路连接；所述烟雾输入匹配电路，用以将烟雾传感器采集到的第一烟雾数据转换成烟雾报警芯片能够识别的第二烟雾数据；所述按钮测试电路及低电源检测电路，用以检测整个信号处理电路正常或异常。
6.进一步，所述烟雾输入匹配电路包括晶体管q6、电阻r33、电阻r23、电容c13、电容cx、电阻r21、电容c10、电阻r24、电阻r16、电阻r17、电容c11及可变电阻w1；
7.所述晶体管q6的基极与烟雾报警芯片的第6引脚连接，所述晶体管q6的集电极与插座p5的第4引脚连接，所述晶体管q6的发射极连接电阻r33的一端，所述电阻r33的另一端接地；
8.所述插座p5的第3引脚与电阻r23、电容c13、电容cx的一端连接，所述电容c13、电容cx的另一端均接地，所述电阻r23的另一端接电源7.5v_1；
9.所述插座p5的第2引脚分别与电阻r21、电容c11、电容c10的一端及可调电阻w1的调节端连接，所述电阻r21的另一端与烟雾报警芯片的第3引脚连接，所述电容c11的另一端经电阻r17与烟雾报警芯片的第2引脚连接，所述电容c10的另一端与烟雾报警芯片的第1引脚连接；
10.所述插座p5的第1引脚连接烟雾报警芯片的第3引脚；
11.所述可调电阻w1的a端与电阻r24的一端连接，所述电阻r24的另一端与烟雾报警芯片的第4引脚连接；
12.所述可调电阻w1的b端与电阻r16的一端连接，所述电阻r16的另一端与电源vdd连
接于节点c处，且所述节点c经电容c9接地；所述节点c分别经电阻r48与电源7.5v连接，经电容c8接地，所述节点c还与电源7.5v_1连接。
13.进一步，所述按钮测试电路包括按钮sw1、场效应管q14、电阻r49、电阻r50、晶体管q13，
14.所述按钮sw1的两端分别与场效应管q14的源极、漏极连接，所述场效应管q14的源极与烟雾报警芯片的第16引脚连接，所述场效应管q14的漏极分别与电源7.5v、电阻r49连接，所述场效应管q14的栅极与晶体管q13的集电极连接，还与电阻r49连接；
15.所述晶体管q13的基极与电阻r50的一端连接，所述电阻r50的另一端受单片机控制，所述晶体管q13的发射极接地。
16.进一步，所述按钮测试电路采用两种测试方法：手动按钮测试和程序自动测试。
17.进一步，所述低电源检测电路包括电阻r18、电阻r20、电阻r28、发光二极管d7、电阻r22、电容c12及电阻r25，
18.所述电阻r18的一端与电源7.5v_1连接，另一端与电阻r20、烟雾报警芯片的第15引脚连接，所述电阻r20的另一端分别与电阻r28、烟雾报警芯片的第11引脚连接，所述电阻r28的另一端与发光二极管d7的负极连接，所述发光二极管d7的正极与电源7.5v连接；
19.所述烟雾报警芯片的第13引脚与电阻r22的一端连接，所述电阻r22的另一端分别与烟雾报警芯片的第12引脚、电阻r25的一端、电容c12的一端连接，所述电容c12的另一端与电阻r25的另一端连接，所述电阻r25的另一端还与电源7.5v_1连接。
20.进一步，所述烟雾报警芯片的第8引脚、第9引脚、第10引脚通过匹配电路连接压电喇叭。
21.进一步，所述匹配电路包括电阻r4、电阻r5及电容c6，所述烟雾报警芯片的第8引脚分别与电阻r5的一端、压电喇叭的第一端连接，所述烟雾报警芯片的第9引脚分别与电容c6的一端、压电喇叭的第二端连接，所述烟雾报警芯片的第10引脚分别与电阻r5的另一端、电容c6的另一端连接，所述烟雾报警芯片的第10引脚还经过电阻r4与压电喇叭的第三端连接。
22.进一步，所述烟雾报警芯片的第7引脚还可与单片机连接，烟雾报警信号通过所述单片机进行报警。
23.进一步，所述插座p5与烟雾检测室连接，所述烟雾检测室内的红外发射管和红外接收管错开安装。
24.与现有技术相比，本实用新型提供的技术方案包括以下有益效果：通过烟雾输入匹配电路将烟雾传感器采集到的第一烟雾数据转换成烟雾报警芯片能够识别的第二烟雾数据；烟雾报警芯片的第6引脚输出驱动红外发射管发射红外光，由红外接收管接收。当没有燃烧引起的烟雾时，红外接收管没有输出；如果发生烟雾时，红外发射管因为有烟雾而发生散射，红外接收管就会接收到散射光，然后触发报警信号。
25.此外，烟雾检测室的烟雾探测灵敏度可根据电容c11、电阻r33的数值进行粗调，通过可调电阻w1的阻值进行细调；同时，该烟雾报警芯片的第8引脚、第9引脚、第10引脚可通过匹配电路连接压电喇叭，无需外接单片机等控制器件就可以实现声音报警，具有灵活可变、适用范围广的特点。
附图说明
26.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本实用新型提供的矿用本安型烟雾传感器的信号处理电路图；
29.图2为本实用新型提供的矿用本安型烟雾传感器的信号处理电路与压电喇叭连接的电路图。
具体实施方式
30.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的电路结构的例子。
31.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细描述。
32.参见图1所示，本实用新型提供了一种矿用本安型烟雾传感器的信号处理电路，包括烟雾报警芯片，烟雾报警芯片分别与烟雾输入匹配电路、按钮测试电路及低电源检测电路连接；烟雾输入匹配电路，用以将烟雾传感器采集到的第一烟雾数据转换成烟雾报警芯片能够识别的第二烟雾数据；按钮测试电路及低电源检测电路，用以整个信号处理电路正常或异常；其中，烟雾报警芯片的第16引脚有一个内部的下拉功能，用于手动调用测试模式，通过低电源检测电路中发光二极管d7的工作状态确定整个信号处理电路是否正常：启动按钮测试电路后，如发光二极管d7发光，则代表整个信号处理电路正常，否则，整个信号处理电路异常。
33.进一步，所述烟雾输入匹配电路包括晶体管q6、电阻r33、电阻r23、电容c13、电容cx、电阻r21、电容c10、电阻r24、电阻r16、电阻r17、电容c11及可变电阻w1；
34.所述晶体管q6的基极与烟雾报警芯片的第6引脚连接，所述晶体管q6的集电极与插座p5的第4引脚连接，所述晶体管q6的发射极连接电阻r33的一端，所述电阻r33的另一端接地；
35.所述插座p5的第3引脚与电阻r23、电容c13、电容cx的一端连接，所述电容c13、电容cx的另一端均接地，所述电阻r23的另一端接电源7.5v_1；
36.所述插座p5的第2引脚分别与电阻r21、电容c11、电容c10的一端及可调电阻w1的调节端连接，所述电阻r21的另一端与烟雾报警芯片的第3引脚连接，所述电容c11的另一端经电阻r17与烟雾报警芯片的第2引脚连接，所述电容c10的另一端与烟雾报警芯片的第1引脚连接；
37.所述插座p5的第1引脚连接烟雾报警芯片的第3引脚；
38.所述可调电阻w1的a端与电阻r24的一端连接，所述电阻r24的另一端与烟雾报警芯片的第4引脚连接；
39.所述可调电阻w1的b端与电阻r16的一端连接，所述电阻r16的另一端与电源vdd连接于节点c处，且所述节点c经电容c9接地；所述节点c分别经电阻r48与电源7.5v连接，经电容c8接地，所述节点c还与电源7.5v_1连接。
40.进一步，所述按钮测试电路包括按钮sw1、场效应管q14、电阻r49、电阻r50、晶体管q13，
41.所述按钮sw1的两端分别与场效应管q14的源极、漏极连接，所述场效应管q14的源极与烟雾报警芯片的第16引脚连接，所述场效应管q14的漏极分别与电源7.5v、电阻r49连接，所述场效应管q14的栅极与晶体管q13的集电极连接，还与电阻r49连接；
42.所述晶体管q13的基极与电阻r50的一端连接，所述电阻r50的另一端受单片机控制，用于实现软件调用测试模式，所述晶体管q13的发射极接地。
43.进一步，所述按钮测试电路采用两种测试方法：手动按钮测试和程序自动测试。
44.进一步，所述低电源检测电路包括电阻r18、电阻r20、电阻r28、发光二极管d7、电阻r22、电容c12及电阻r25，
45.所述电阻r18的一端与电源7.5v_1连接，另一端与电阻r20、烟雾报警芯片的第15引脚连接，所述电阻r20的另一端分别与电阻r28、烟雾报警芯片的第11引脚连接，所述电阻r28的另一端与发光二极管d7的负极连接，所述发光二极管d7的正极与电源7.5v连接；
46.所述烟雾报警芯片的第13引脚与电阻r22的一端连接，所述电阻r22的另一端分别与烟雾报警芯片的第12引脚、电阻r25的一端、电容c12的一端连接，所述电容c12的另一端与电阻r25的另一端连接，所述电阻r25的另一端还与电源7.5v_1连接。
47.进一步，烟雾报警芯片的第8引脚、第9引脚、第10引脚通过匹配电路连接压电喇叭。
48.进一步，匹配电路包括电阻r4、电阻r5及电容c6，所述烟雾报警芯片的第8引脚分别与电阻r5的一端、压电喇叭的第一端连接，所述烟雾报警芯片的第9引脚分别与电容c6的一端、压电喇叭的第二端连接，所述烟雾报警芯片的第10引脚分别与电阻r5的另一端、电容c6的另一端连接，所述烟雾报警芯片的第10引脚还经过电阻r4与压电喇叭的第三端连接。
49.进一步，烟雾报警芯片的第7引脚还可与单片机连接，烟雾报警信号通过所述单片机进行报警。
50.进一步，所述插座p5与烟雾检测室连接，所述烟雾检测室内的红外发射管和红外接收管错开安装。
51.综上，本实用新型提供的这种矿用本安型烟雾传感器的信号处理电路，其中，烟雾报警芯片的型号为mc145012dw，场效应管q14的型号为st2301a，晶体管q6、q13的型号为其8050，具体的工作原理如下：
52.烟雾报警芯片的第6引脚输出驱动红外发射管发射红外光，由红外接收管接收。当没有燃烧引起的烟雾时，红外接收管没有输出；如果发生烟雾时，红外发射管因为有烟雾而发生散射，红外接收管就会接收到散射光，然后触发报警信号，报警方式包括：通过发光二极管d7发生的光报警及声报警，所述声报警可通过以下两种方式实现：
53.第一种方式：将烟雾报警芯片的第7引脚与单片机连接，烟雾报警信号通过单片机进行报警；
54.第二种方式：无需外接单片机等控制器件就可以实现声音报警，烟雾报警芯片的
第8引脚、第9引脚、第10引脚通过匹配电路连接压电喇叭，实现声报警。
55.此外，烟雾检测室的烟雾探测灵敏度可根据电容c11、电阻r33的数值进行粗调，通过可调电阻w1的阻值进行细调；同时，该烟雾报警芯片的第8引脚、第9引脚或第10引脚可直接连接压电喇叭，无需外接单片机等控制器件就可以实现声音报警，具有灵活可变、适用范围广的特点。
56.以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。
57.应当理解的是，本实用新型并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。