专利名称：新型袖珍瓦斯报警器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种报警装置，更具体地说是一种袖珍的煤矿瓦斯检测报警器。
目前，国内外瓦斯检测报警仪器，显示瓦斯浓度大多采用数字显示，这种显示方式明了，也准确，显示误差为0.1％，但对大多数矿井工人来说，并不需要这么高的精度。这种数字显示的报警器，由于采用了A／D集成电路和显示器件，成本大大提高；仪器的体积和重量也较大。
西德多特蒙德仪表公司推出G2000型瓦斯检测仪，它采用了十一个发光管代替数字显示，分段检测瓦斯的浓度，最小误差为0.2％，由于其结构的特点，决定了G2000型瓦斯检测仪的重量还是比较重，给矿工携带带来不便。
本实用新型的目的是为了克服上述现有技术的不足之处而设计了一种体积小、重量轻、仪器性能可靠的新型袖珍瓦斯报警器。
本实用新型的目的可以通过以下方式来实现一种瓦斯报警器包括有本安电源，其输送给检测电路一个稳定的工作电压，由传感元件和电阻构成惠斯顿电桥，当遇到瓦斯气体时，传感元件表面在催化剂(瓦斯)的作用下，发生强烈的氧化反应，传感元件温度升高，其阻值增大，惠斯顿电桥输出不平衡电压也增大，经放大器放大后，由报警电路中的比较器进行鉴别，当瓦斯浓度超过安全极限时，比较器输出信号控制报警电路发出声光的报警信号。浓度显示电路用于显示被测瓦斯的浓度，比较器和十二位预选开关构成了浓度显示电路，通过预选开关将被显示的瓦斯浓度分成若干范围，仅用一个比较器就完成了不同瓦斯浓度的鉴别和显示。大大减少了仪器的器件，降低了成本，减少了仪器的体积和重量，为工人携带使用提供了方便。此外本报警器的浓度显示电路还有提示功能，保证了仪器工作的可靠性和瓦斯起限报警的准确性。
附图1是本实用新型电路结构框图。
附图2是本实用新型的电路原理图。
附图3是本实用新型的浓度显示电路图。
下面参照附图对本实用新型作进一步详述。
参照附图1、2所示一种新型袖珍瓦斯报警器包含有电源，所述的电源由本安电源1和稳压电路2组成，所述的本安电源有电池E和串接的电阻R0，其输出电压V供整个电路使用。本安电源1的后面接稳压电路2，所述的稳压电路2由电阻R1、R2、R3、R4、稳压管DW、比较器9和三极管T1构成，电阻R1和稳压管DW串接在本安电源1的电压V上，稳压管DW接地，电阻R2的一端接电阻R1和稳压管DW之间，另一端接比较器9的反相输入端，比较器9的同相输入端经电阻R3接三极管T1的集电极，比较器9的输出端经电阻R4接三极管T1的基极，三极管T1的发射极接本安电源1的V端，三极管T1为PNP电子功率管，当三极管T1集电极接上负载后，便产生一个稳定的工作电压V2。
惠斯顿电桥3和差动放大器4一起组成了检测电路，接在稳压电路2的输出端V2上，电阻R5、R6、载体催化元件r1和补偿元件r2组成了惠斯顿电桥3，惠斯顿电桥3的a端接电压V2，b端接地。差动放大器4由电阻R7、R8、R9、R10和运算放大器10组成，惠斯顿电桥3的d端经电阻R7接运算放大器10的反相输入端，惠斯顿电桥3的c端经电阻R8接运算放大器10的正相输入端，并通过电阻R10接地，运算放大器10的反相输入端经电阻R9接运算放大器10的输出端。当有瓦斯气体存在时，载体催化元件r1表面产生强烈的氧化反应，r1温度上升，阻值增大，使惠斯顿电桥3的输出电压V3相应增大，经过放大器4放大后，输出一个电压信号V4，输入信号报警电路和浓度显示电路。
所述的信号报警电路主要由超限比较电路5和报警电路6组成。超限比较电路5由比较器11组成，比较器11的同相输入端与差动放大器4的输出端相连，其反相输入端与浓度显示电路中的分压预选式电阻电路7的信号Vg3相连，其输出端接报警电路6，报警电路6由三极管T1、T2、电阻R11、R12、R13、电容C和喇叭MC组成，超限比较电路5的输出信号V5经电阻R11接至三极管T2的基极，其发射极接地，其集电极一路经电阻R12接工作电压V，另一路接三极管T3的基极，三极管T3的发射极也接工作电压V，T3的集电极接报警喇叭MC，在T2的基极和T3的集电极之间串接电容C和电阻R13，构成一个正反馈振荡电路。当被测瓦斯浓度超过安全值时，放大器4的输出信号大于信号Vg3，比较电路11输出信号V5为高电平，使报警电路6振荡，推动喇叭MC发出报警信号。
所述的浓度显示电路由分压预选式电阻电路7和显示电路8构成。参照附图3分压预选式电阻电路7由电阻R14～R26、电位器W1、W2和十二段预置开关K0～K11构成，稳压电路2的输出信号V2接电阻R14，R14的另一端经电位器W1接地，电位器W1的输出端经电位器W2和电阻R15接地，电位器W1、W2输出端可调整基准信号Vg1和Vg2，在电位器W1和W2的输出端间串接电阻R16～R26，在各电阻间及首尾两端引出各个预置开关K0～K11，预置开关的另一端接在一起，输出信号V7，在电阻R22和R23间引出分压基准信号Vg3接在比较器11的反相输入端。显示电路8由比较器12、电阻R27～R29和发光管D构成，差动放大器4的输出信号V4经过电阻R27接至比较器12的同相输入端，分压预选式电阻电路7的输出信号V7经电阻R28接比较器12的反相输入端，比较器12的输出信号V8经电阻R29和发光二极管D。浓度显示电路的工作原理时，首先通过电位器调整瓦斯浓度检测上限值，如检测上限浓度为2％，则将仪器通入2％的瓦斯气体，检测电路的放大器输出信号V4，这时调整电位器W1，使Vg1稍小于V4，合上开关K10，使比较器12输出电压V8为高电平，驱动发光管D亮，然后将仪器放在正常大气中(瓦斯浓度为零)，检测电路输出一个较低信号V4，调整电位器W2，使Vg2小于V4，合上开关K0，使比较器12输出电压V8为高电平，驱动发光管D发亮，显示仪器的零点状态。通过上述调整，电位器W1和W2输出电压差△Vg＝Vg1－Vg2，其为瓦斯浓度在2％时，检测电路输出电压V4的变化量，于是△Vg通过R16～R26的电阻电路7分压得到相应不同瓦斯浓度的信号，按一定比例选取电阻网路的电阻值，R16～R26阻值按12221222222来取值，此时对应十二段预置开关K0～K11，可以获得0.1％、0.3％、0.5％、0.7％、0.9％、1.0％、1.2％、1.4％、1.6％、1.8％、2.0％的不同输出信号V7，与检测电路的输出信号V4比较得到。通过显示电路得到瓦斯浓度。如当被测瓦斯浓度为0.6％时，检测电路输出信号V4将大于合上开关K0或K1或K2或K3时电阻电路7输出的电压V7，比较器12输出电压V8为高电平，使发光管D发亮。当合上开关K4时，V7大于V4，发光管D不亮，由此得到被测瓦斯浓度为0.5～0.7％，这种仪器检测到的瓦斯浓度的最大误差为0.2％，满足一般的需要。
从电阻电路7中输出的信号Vg3恰好是对应1％瓦斯浓度的信号，该信号接至报警电路，通过比较鉴别，当瓦斯浓度超过1％时，报警电路发出报警信号。报警基准信号还可根据不同煤矿安全要求而改变，比如，对于某些煤矿需要瓦斯浓度超过1.2％时报警，则Vg3可从电阻网中电阻R23和R24间引出，此时Vg3约等于瓦斯浓度的1.2％，检测电路输出电压V4。瓦斯浓度超过1.2％，则V4＞Vg3，报警电路产生报警信号。
浓度显示电路还有零浮指示功能，当传感元件发生漂移时，检测电路输出信号V4将发生变化，如果是负向的漂移，V4变小，则在浓度显示电路中预置开关K0合上时，V4＜V7，比较器12输出电压V8为低电平，发光管D不亮，这时可以调整电位器W2，使V7稍小于V4，比较器12输出高电平V8，发光管D亮，如果传感元件发生正向漂移，检测电路输出电压V4增大，这时可以合上预置开关K1，V4仍大于电阻电路7的输出信号V7，表明正向漂移误差超过0.1％，调整电位器W2，使得K0开关合上时，V7稍小于V4，比较器12输出高电平V8，使发光管D亮。这样便可以在每次使用前及时调整传感器的漂移，保证了仪器检测报警的可靠性。
权利要求1.一种新型袖珍瓦斯报警器，包括有电源、检测电路、信号报警电路和浓度显示电路，其特征在于a.所述的电源由本安电源1和稳压电路2构成；检测电路由惠斯顿电桥3和差动放大器4构成；信号报警电路由超限比较电路5和报警电路6构成；浓度显示电路由分压预选式电阻电路7和显示电路8构成；b.电池E和串接的电阻R0构成本安电源1，其输出电压V通过稳压电路2得到稳定的工作电压V2，送到惠斯顿电桥3和分压预选式电阻电路7上，所说的惠斯顿电桥3由传感器r1、补偿元件r2和电阻R5、R6组成，其输出电压V3送至差动放大器4，差动放大器4的输出电压V4至超限比较电路5和显示电路8，超限比较电路5输出电压V5送至报警电路6，驱动喇叭MC，显示电路8输出电压V3驱动发光管D。
2.根据权利要求1所述的新型袖珍瓦斯报警器，其特征在于所说的超限比较电路5由比较器11组成，比较器11的同相输入端与差动放大器4的输出端相连，反相输入端与浓度显示电路中的分压预选式电阻电路7的信号Vg3相连，其输出端与报警电路6相连。
3.根据权利要求1或2所说的新型袖珍瓦斯报警器，其特征在于所说的分压预选式电阻电路7由电阻R14～R26、电位器W1、W2和十二段预置开关K0～K11构成，稳压电路2的输出信号V2经电阻R14和电位器W1输出Vg1分送至电阻R16～R26的串联电路首端和电位器W2和电阻R15，电位器W2的输出电压Vg2送至电阻R16～R26串联电路的尾端，在各电阻间(包括首尾两端)引出支路分别连至十二位预置开关K0～K11的一端，K0～K11的另一端连在一起，输出信号V7，在R22和R23间引出分压基准信号Vg3接比较器11的反相输入端。
4.根据权利要求1或2所述的新型袖珍瓦斯报警器，其特征在于所说的显示电路8由比较器12、电阻R27～R29和发光管D构成，差动放大器4的输出信号V4经电阻R27至比较器12的同相输入端，分压预选式电阻电路7的输出信号V7经电阻R28接比较器12的反相输入端，比较器12的输出端经电阻R29接发光管D。
5.根据权利要求3所述的新型袖珍瓦斯报警器，其特征在于所说的显示电路8由比较器12、电阻R27～R29和发光管D构成，差动放大器4的输出信号V4经电阻R27至比较器12的同相输入端，分压预选式电阻电路7的输出信号V7经电阻R28接比较器12的反相输入端，比较器12的输出端经电阻R29接发光管D。
专利摘要一种新型袖珍瓦斯报警器，主要由电源、检测电路、报警电路和浓度显示电路组成。报警器遇到瓦斯气体时，检测电路输出一个电压给报警电路和浓度显示电路，如瓦斯浓度超过安全极限时，报警电路报警；浓度显示电路则可显示瓦斯的浓度。本实用新型采用独特的预选瓦斯浓度显示方式，在保证其工作稳定可靠的同时，使仪器成本大大降低，整机的重量也相应减小，使该报警器携带方便，操作也比较简单。
文档编号G01N27/12GK2143347SQ92218590
公开日1993年10月6日 申请日期1992年8月23日 优先权日1992年8月23日
发明者高福来, 童敏明, 童夏敏 申请人:高福来