专利名称：有害气体自控报警排风装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属有害和可燃气体的监测报警，并自动控制排风扇调节室内空气的设备。系利用半导体气敏元件(以下简称气敏件)实现“气－－电”转换，再以电子线路控制实现监测报警和调节空气保护环境的。
所属技术领域里已经公开的专利有A.防止煤气中毒换气扇自动控制器，申请号86201130，公告日1987年7月22日；B.气体报警及自控排风装置，申请号87200413，公告日1987年10月14日；C.自动控制排风装置，申请号87203115，公告日1988年1月13日；D.自动排风扇，申请号87206274，公告日1988年1月27日。其中专利A为利用继电器控制启动排风扇。因而，受继电器吸合时滞，触点容量，触点火花，体积造价等因素影响稳定性，可靠性，安全性与实用性。其中专利A，B，C气敏件的加热方式均系未经稳压的交流电源供电，易受电源波动的影响，且双向可控硅的控制极与直流电路连接，当双向可控硅或排风扇出现故障时，危及整个设备的安全。另外，用双向可控硅驱动排风扇一类的电感性负载，应有保护电路。其中专利D系气敏件置于排风扇外壳上。而通常排风扇安装于室内墙壁的上方。当用于监测比重大的液化石油气时，储气罐处泄漏出的气体深度已达燃烧和爆炸的危险浓度，风扇上的传感器不易及时得到反应。还有，上述4项专利的排风控制均由气敏件的反应而决定启停，无延时控制功能，不利于室内空气的及时全部更新。基于夏季排风换气扇常需较长时间手动控制开启的需要，应增设“手动”与“自动”控制开关。手动控制时，可随意长时间开启换气排风，自动控制时，可监测报警与自动排风。其中专利B“手动”控制时，整个设备仍处供电状态，其余专利虽未明确指出整个设备处于何种状态，但均未考虑手动时仅需给排风扇供电问题，否则不利于节约能源，更重要的是缩短了气敏件的使用寿命。
本实用新型的目的在于消除上述已有技术的缺陷或弥补其不足之处而构思形成的技术解决方案。
本实用新型的整机电路方框图如
图1，其中［1］是气敏监测，［2］是监测控制，［3］是报警讯响，［4］是延时保持，［5］是执行部件，［6］是排风扇，［7］是稳压电源。
图2是整机的电路原理图。由B，D1－D4，D5，BG1，R1，C1，C2构成稳压电源。直流电路精简为一组电源供给。
QM为气敏件，由非化学配比的金属氧化物半导体材料烧结而成。处于工作条件时，遇有可燃和有害气体时，其阻值发生变化而实现“气－－电”转换的。由于气敏件工作时丝极被加热到200－－400摄氏度，环境温湿度对敏感特性有影响，因而提供一个稳定的丝极电压和恒定的电流，使气敏件工作稳定可靠。电位计W1，指示灯ZD与电阻R2起着降压与稳流作用，以使气敏件调整在合适的工作状态中。指示灯在非标称工作条件下时，灯泡的电阻与灯丝的冷热状态相关。灯丝温度高时电阻就大，反之电阻就小。而灯丝温度又与通过的电流有关，所以当电源电压略有升高时，通过灯丝的电流增大，灯丝电阻亦增大，又促使回路电流减小。电源电压下降时，通过灯丝电流减小，灯丝电阻亦减小，又促使回路电流增大。这样通过灯丝电阻的变化，便确保了回路电流的稳定。指示灯欠压工作延长使用寿命，兼指示气敏件的通断以及指示本有害气体自控报警排风装置是否接入工作状态。
气敏件在非通电的常温下，元件缓慢的吸附空气中的水蒸汽，二氧化碳，一氧化碳，碳氢化合物等气体而可能达到饱合状态。所以开始通电工作时，元件阻值急剧下降，经过1－－2分钟后逐渐再恢复到稳定状态。在气敏件加热的初期稳定期内，延迟1－－2分钟再接通测试电极的K2可以防止误报警和启动排风扇，有利于增强信任感。调解W2可以改变控制灵敏度。
监测控制，报警，延时保持采用廉价的时基集成电路555或556［IC］。其中556的1／2或一个555，加R4，R5，R6，C3构成非稳态多谐振荡器。平时气敏件呈高阻态，故P点(亦即时基集成电路重置输入端)为低电位，振荡器停止工作。当气敏件遇有害和可燃气体时，内阻减小，重置输入端电位升高，振荡器开始工作，扬声器YS发出讯响。输出音调受R4，R5，R6及C3所控制，改变C3的数值可使输出音调改变。
时基集成电路的另一部分(或另一个555)与R8，C8构成延时保持。触发输入端获触发脉冲后，即输出高电平。其延时保持时间t＝1.1RC，改变C8的数值即可改变延时长短。延时保持时间的选择取决于预警室内空间的容积与排风扇的排风量。例如容积45立米的房间，如选用叶片直径为250毫米风量15立米／分排风扇，约需延时保持排风3分钟左右即可。
气敏监测部分与排风扇分别安置，有利于根据不同需要提高监测灵敏度及时排除有害气体。例如液化石油气的主要成分为丙烷，它比空气重，泄漏后停留在地板附近，因此监测装置应置于距地面一米左右的高度；用于会议室，客厅等监测烟雾，煤气以及实验室化工库房等监测乙醚，酒精等挥性性气体时可置于距屋顶一米左右的高度。每次触发报警又能将室内空气焕然一新。再次报警时再行启动。
执行部件由R9，BG2，RL，JAG，R11，KS构成。报警时，时基电路输出高电平BG2导通，RL吸合干簧管JAG触点使双向可控硅KS导通，因而能使交流电路里的排风扇加电运转。
由于使用干簧管继电器可以将交直流电路分开，故当双向可控硅或排风扇损坏时不会导致更大的事故发生。运用廉价的干簧管自绕线圈RL利于降低成本。R11为双向可控硅控制极限流电阻，通常调节R11使干簧管触点电流约为10－－50mA。双向可控硅的过零触发，交流电源波形无畸变，利于排风电机的运转。也由于利用双向可控硅的无触点开关特性，故排风扇的启动无火花产生适于防爆场合的使用。
对于排风扇等电感性负载，运用双向可控硅时须考虑到电压上升率应小于给定参数值dV／dt，以防失控现象损坏器件，故增设R10，C9于双向可控硅主电极之间以保护双向可控硅。
当夏季或因其他需要手动控制排风换气时，可将K3拨向“手动”位置并断开K1。这时仅排风扇供电，其余部分脱开电源节约能耗并延长气敏件的使用寿命。
使用不同厂家类型的气敏件时，适当调整电路参数和连接方式以适应气敏件的最佳工作状态均能得到应用。如用QN型气敏件时，气敏件部分如图3方式联结。仅需将图2中X.Y与P点换成图3方式即可。有利于适应各厂家类型气敏件的特长，生产多种系列专用产品。如监测氧化性气体，还原性气体，有机溶剂等用以制成各类有害和可燃气体的监测报警通风换气设备。
权利要求1.一种监测有害气体自控报警排风装置，系由气敏监测[1]、监测控制[2]，报警讯响[3]，延时保持[4]，执行部件[5]，排风扇[6]与稳压电源[7]所组成，其特征是气敏监测[1]的异常信息启动监测控制[2]致使报警讯响[3]报警，同时启动延时保持[4]带动执行部件[5]驱动排风扇[6]，达到予定延时时间后再自动断开排风扇。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是气敏监测［1］部分由K2、W1、W2、QM、R2、R3、ZD所组成，气敏件QM的工作状态由W1调整并由ZD、R2予以稳定，更换不同类型气敏件时须相应调整K2、W1、ZD、R2、。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征是监测控制［2］，报警讯响［3］与延时保持［4］均由一块时基集成电路IC构成。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征是晶体管BG2驱动干簧管JAG，再由干簧管触发加有R10Cg保护的可控硅KS才把220伏交流电源加到排风扇PF上。
专利摘要有害气体自控报警排风装置，属有害和可燃气体的监测报警并能自动控制排风扇调节室内空气的设备。适合厨房，会客室，会议室，库房，工作间等多种场合的应用。其特征是由气敏监测[1]，监测控制[2]，报警讯响[3]，延时保持[4]，执行部件[5]，排风扇[6]与稳压电源[7]组成，当室内有害气体超过限定浓度时，即能报警并自动排风换气，并由定时控制将室内空气更换一新，集成电路控制灵敏准确，气敏监测状态稳定，适应不同类型气敏件的工作要求，因而能形成监测多种气体的系列产品。
文档编号F24F11/08GK2036257SQ8820395
公开日1989年4月19日 申请日期1988年4月16日 优先权日1988年4月16日
发明者房士魁 申请人:房士魁