一种具有故障自检测功能的可燃气体报警器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的一种具有故障自检测功能的可燃气体报警器，特别是涉及电子电路与单片机技术，对可燃气体的浓度可以进行实时监测，以保证生产运营安全。
【背景技术】
[0002]可燃气体报警器也称气体泄露检测报警仪器。当工业环境、日常生活环境(如使用天然气的厨房)中可燃性气体发生泄露，可燃气体报警器检测到可燃性气体浓度达到报警器设置的报警值时，可燃气体报警器就会发出声、光报警信号，以提醒采取人员疏散、强制排风、关停设备等安全措施。工业用固定式可燃气体报警器由报警控制器和探测器组成，控制器目前主要有集成电路如单片机构成，探测器安装于可燃气体最易泄露的地点，其核心部件为内置的可燃气体传感器，传感器检测空气中气体的浓度。探测器将传感器检测到的气体浓度转换成电信号，经过放大传输到控制器单片机，当气体浓度达到或超过单片机设置的报警点时，报警器发出报警信号，从而得以保证生产生活安全。
[0003]目前可靠性一直是报警器设计单位和工业生产单位关心的重点。在生产一线使用的报警器在运行一段时间后，其故障主要表现在加热系统的断路故障和传感器的短接故障，所以研制出一款具有高效和高可靠性的可燃气体报警器具有重要意义。
【发明内容】
[0004]根据【背景技术】所述，本实用新型的目的在于提供一种可燃气体报警器，采用可靠的故障检测电路，能够检测出传感器加热电路是否断路和传感器自身是否短接。进而实现对报警器的运行情况进行监测，确保工业生产安全。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现:
[0006]—种具有故障自检测功能的可燃气体报警器，由半导体气体传感器(1)、放大电路
(2)、数模转换器(3)、STC单片机(4)、故障检测电路(5)、声音报警器(6)、上位机(7)、串口通信模块(8)和监测系统(9)组成，其特征在于故障检测电路由断路检测电路(51)和传感器短接检测电路(52)组成。
[0007]所述故障检测电路(5)由断路检测电路(51)和传感器短接检测电路(52)两部分组成，断路检测电路中在传感器的近地端串联一个电阻R6。当传感器正常连接时，电阻R6和传感器(I)分压，此时电阻两端有微弱的电压，单片机(4)可以通过输入接口检测到;如果传感器(I)电源连接不正常，则会产生断路，检测到电阻两端电压为O从而检测到电路故障。
[0008]传感器短接电路中(52)将传感器(I)信号加载到三级管的基极，控制三极管的开关状态。当传感器(I)正常工作时输出电压为毫伏级，三极管处于截止状态。当传感器(I)发生故障时，输出电压变大，此时三极管导通，集电极电压变为0V，发生负跳变，所以将三极管的集电极连接到单片机(4)的外部中断引脚，将中断触发模式配置为下降沿触发，便可以通过中断方式检测到传感器发生的故障。【附图说明】:
[0009]图1为一种具有故障自检测功能的可燃气体报警器
[0010]图2为放大电路
[0011]图3为断路检测电路
[0012]图4为传感器短接检测电路
【具体实施方式】
:
[0013]本实用新型根据附图进行实施，下面结合附图作详细说明。
[0014]如图1所示，一种具有故障自检测功能的可燃气体报警器由半导体气体传感器
(I)、放大电路(2)、数模转换器(3)、STC单片机(4)、故障检测电路(5)、声音报警器(6)、上位机(7)、串口通信模块(8)和监测系统(9)组成。各部分通过辅助电路连接。传感器(I)将可燃气体浓度变化转变为电压信号通过放大电路(2)进行放大，放大后的信号通过数模转换器
(3)转变成数字信号输入单片机(4)进行分析，同时故障检测电路(5)将电路运行状态输入单片机(4)，单片机(4)根据输入信号进行分析，然后将信号传送到声音报警器(6)，同时通过串口通信(7)将信号传入上位机(8)进行分析，最后上位机通过网络将信号传输到监测系统(9)以实现对整个生产系统的实时监测。
[0015]如图2所示，放大电路由电源、一个滑动变阻器、两个电阻、两个集成运算放大器、一个半导体气体传感器组成。
[0016]滑动变阻器抱接入电源VCCl另一端接地，滑片接入集成运算放大器(21)正相输入端端;集成运算放大器(21)的反相输入端与输出端短接后串联电阻R3最后接入集成运算放大器(22)的反相输入端;传感器(I)的输入端和传感器加热电路并联接入电源VCC2，传感器加热电路输出端接入断路检测电路(51)，传感器(I)输出端与传感器短接检测电路(52)串联之后接入集成放大器(22)的正相输入端;集成放大器(22)的输出端与电阻R4串联之后接入其反相输入端。
[0017]放大电路(2)的工作原理如下:
[0018]传感器(I)接入电源后，其输出端的电压信号经过集成运算放大器(22)的同相输入端输入，由集成运算放大器(22)进行放大后输出，其中集成运算放大器(22)的输出端与其反相输入端通过电阻R4形成负反馈;同时，集成运算放大器(11)输出端输出参考电压与R3串联接入集成运算放大器(22)的反相输入端，集成运算放大器(21)的反相输入端与输出端短接，正相输入端接入滑动变阻器以实现可调的参考电压。
[0019]如图3所示，传感器断路检测电路包括电源、半导体气体传感器、一个电阻。
[0020]半导体气体传感器(I)的输入端和加热电路并联接入电源VCC2，电阻R6接地且与单片机输入接口并联接入加热电路输出端。
[0021]断路检测电路工作原理如下:
[0022]当传感器正常连接时，电阻R6和传感器分压，此时电阻R6两端有微弱的电压，单片机可以通过输入接口检测到；如果传感器电源连接不正常则会产生断路，检测到电阻R6两端电压为0，从而单片机检测到故障。
[0023]如图4所示，传感器短接检测电路由电源、三个电阻、一个三极管组成。
[0024]仏与1?2并联接入三极管的基极，R1另一端接入传感器输出端，R2另一端接地。三极管发射极接地，R7接入电源后与单片机中断接口并联最后接入三极管的集电极。
[0025]传感器短接检测电路工作原理如下:
[0026]将传感器信号与近地端串联两个电阻仏、1?2将两个电阻中间电位加载到三级管的基极，控制三极管的开关状态。集电极通过外接电源VCC3和电阻R7来提供电流，当传感器正常工作时输出电压为毫伏级，三极管处于截止状态，当传感器发生故障时，输出电压变大，此时三极管集电极电压变为0V，发生负跳变，所以将三极管的集电极连接到微控制器的外部中断引脚，将中断触发模式配置为下降沿触发，便可以通过中断方式检测到传感器发生的故障。
【主权项】
1.一种具有故障自检测功能的可燃气体报警器，由半导体气体传感器(I)、放大电路(2)、数模转换器(3)、STC单片机(4)、故障检测电路(5)、声音报警器(6)、上位机(7)、串口通信模块(8)和监测系统(9)组成，其特征在于:传感器(I)将可燃气体浓度变化转变为电压信号传入放大电路(2)进行放大，放大后的信号通过数模转换器(3)转变成数字信号输入单片机(4)进行分析，同时故障检测电路(5)将电路运行状态输入单片机(4)，单片机(4)根据输入信号进行分析，然后将信号传送到声音报警器(6)，同时通过串口通信(7)将信号传入上位机(8)进行分析，最后上位机通过网络将信号传输到监测系统(9)。2.—种具有故障自检测功能的可燃气体报警器，其特征在于:放大电路(2)由电源、一个滑动变阻器、两个电阻、两个集成运算放大器、一个半导体气体传感器组成，滑动变阻器1?5接入电源VCCl另一端接地，滑片接入集成运算放大器(21)正相输入端，集成运算放大器(21)的反相输入端与输出端短接后串联电阻R3最后接入集成运算放大器(22)的反相输入端，半导体气体传感器(I)的输入端和加热电路并联接入电源VCC2，加热电路输出端接入断路检测电路(51)，半导体气体传感器(I)输出端与传感器短接检测电路(52)串联之后接入集成运算放大器(22)的正相输入端，集成运算放大器(22)的输出端与电阻R4串联之后接入其反相输入端。3.—种具有故障自检测功能的可燃气体报警器，其特征在于:由断路检测电路(51)和传感器短接检测电路(52)组成，断路检测电路包括电源、可燃气体传感器、一个电阻，半导体传感器(I)的输入端和加热电路并联接入电源VCC2，电阻R6接地且与单片机输入接口并联接入加热电路输出端;传感器短接检测电路由电源、三个电阻、一个三极管组成，Ri与R2并联接入三极管的基极，Ri另一端接入传感器输出端，R2另一端接地，三极管发射极接地，R7接入电源后与单片机中断接口并联最后接入三极管的集电极。
【专利摘要】一种具有故障自检测功能的可燃气体报警器，主要由半导体气体传感器(1)、放大电路(2)、数模转换器(3)、STC单片机(4)、故障检测电路(5)、声音报警器(6)、上位机(7)、串口通信模块(8)和监测系统(9)组成。各部分通过辅助电路连接。传感器(1)将可燃气体浓度变化转变为电压信号通过放大电路(2)进行放大，放大后的信号通过数模转换器(3)转变成数字信号输入单片机(4)进行分析，同时故障检测电路(5)将电路运行状态输入单片机(4)，单片机(4)根据输入信号进行分析，然后将信号传送到声音报警器(6)，同时通过串口通信(7)将信号传入上位机(8)进行分析，最后上位机通过网络将信号传输到监测系统(9)以实现对整个生产系统的实时监测。
【IPC分类】G08B21/16, G08B29/00
【公开号】CN205230281
【申请号】CN201520822569
【发明人】谌文涛, 孟波, 曹振
【申请人】北京石油化工学院
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年10月23日