一种可燃气体检测报警装置的制作方法

1.本实用新型涉及可燃气体检测装置技术领域，具体为一种可燃气体检测报警装置。


背景技术：

2.近年来随着社会的进步和城市建设的不断发展，人们的生活也发生了翻天覆地的变化。为了满足日常需求、追求更便捷的生活方式，燃气以其清洁环保、高效节能、使用方便等优点逐步进入广大消费者家中且倍受青睐。目前天然气的使用已经较为普遍，但在使用过程中，因燃气泄漏所造成的爆炸、中毒等意外事故时有发生，严重的威胁了广大人民群众的生命和财产安全。纵观所有天然气泄露而引发死亡的事件中，大多数都是由于泄露初期未能及时发现，而后引发爆炸致人死亡，因此及时发现燃气泄露并在其浓度达到爆炸点前进行切断通风处理是最安全的处理方式。上述一切处理措施的关键都在于早发现，然而天然气无色、无味、无毒，其主要成分为甲烷，其本身不含一氧化碳，对人畜无害，单靠我们自己很难做到早发现。另外天然气中甲烷的分子结构为ch4比空气轻，容易散发，一旦泄漏就会立即扩散，不采用任何措施的情况下，天然气泄露初期较难发现。因此家用天然气中都会添加臭味剂，当天然气发生泄露时，人们便会闻到一股臭味而马上采取措施，防止危险发生。但天然气都位于厨房，而人们只有做饭的时候才呆在厨房，大多数情况下人们往往更热衷于呆在客厅或者卧室，这就增加了天然气泄露初期早发现的难度，大多数时候，人们发现天然气泄露的时候往往已经具有较高的浓度。


技术实现要素：

3.针对上述存在的技术不足，本实用新型的目的是提供一种可燃气体检测报警装置，该检测报警装置将家用交流电转换为5v直流电为mq-4气体传感器及外围电路供电，mq-4通过检测可燃气体的浓度输出模拟电压值用于控制声光报警单元。此外，该方案带有输出过压和设备过温保护功能，具有较高的安全系数。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：本实用新型提供一种可燃气体检测报警装置，包括flyback dc-dc反激变换器，还包括：
5.检测装置输入整流滤波电路，与市电进行连接，用于为电路提供直流电压；
6.检测装置供电电路，所述检测装置输入整流电路输出的直流电压连接到所述检测装置供电电路的输入端，并通过所述检测装置供电电路输出用于气体传感器供电的直流电压；
7.检测装置辅助电源电路，用于产生辅助电压，为所述检测装置供电电路提供辅助电压；
8.检测装置过压过温保护电路，用于监控检测装置供电电路的电压是否过高和监控气体传感器的温度是否过高；
9.检测装置报警电路，用于对空气中可燃气体浓度的检测，并能够产生报警。
10.优选地，所述输入整流滤波电路包括输入和输出的lc滤波电路、整流桥电路；
11.市电经过输入和输出的lc滤波电路、整流桥电路后获得一稳定的直流电压。
12.优选地，所述检测装置供电电路包括电源芯片和flyback反激电路。
13.优选地，所述电源芯片采用自带过流、过压以及高温保护的ld5535电源芯片。
14.优选地，所述检测装置辅助电源电路通过变压器将所述检测装置输入整流滤波电路输出的直流电压产生两路辅助电压，其中一路电压为所述检测装置供电电路中的电源芯片提供供电电压，另一路电压为所述检测装置过压过温保护电路和所述检测装置报警电路中的元器件提供供电电压。
15.优选地，所述检测装置过压过温保护电路包括采样电阻、比较器、ptc正温度系数热敏电阻、逻辑或门以及常闭继电器；
16.所述检测装置供电电路输出电压经过采样电阻采样后连接到比较器u1a的同相输入端，ptc正温度系数热敏电阻与一电阻串联后连接到5v电压，该电压分压后产生va和vb分别连接到比较器u1a和u1b的反相输入端；
17.当所述检测装置供电电路输出电压过高或气体传感器内部温度过高时，逻辑或门or1输出高电平，常闭继电器ry1动作，断开检测装置供电电路的输出。
18.优选地，所述检测装置报警电路包括比较器、三角载波发生电路以及声光报警电路；
19.所述声光报警电路的强度由比较器输出的pwm占空比控制。
20.该检测报警装置将家用交流电转换为5v直流电为mq-4气体传感器及外围电路供电，mq-4通过检测可燃气体的浓度输出模拟电压值用于控制声光报警单元。此外，该方案带有输出过压和设备过温保护功能，具有较高的安全系数。
21.该可燃气体检测报警装置对甲烷的灵敏度很高，对丙烷、丁烷也有较好的灵敏度。可检测多种可燃性气体，特别是天然气，具有较为广泛的应用场景。
附图说明
22.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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型实施例提供的一种可燃气体检测报警装置的整体示意图。
24.图2为检测装置输入整流滤波电路的电路图。
25.图3为检测装置供电电路的电路图。
26.图4为检测装置辅助电源电路的电路图。
27.图5为检测装置过压过温保护电路。
28.图6为检测装置报警电路。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的
实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.实施例：如图1所示，本实用新型提供了一种可燃气体检测报警装置，本检测装置所采用的气体传感器为mq-4，主体电路采用flyback dc-dc反激变换器；
31.进一步的，还包括检测装置输入整流滤波电路、检测装置供电电路、检测装置辅助电源电路、检测装置过压过温保护电路以及检测装置报警电路；
32.其中，如图2所示，检测装置输入整流滤波电路包括输入和输出的lc滤波电路、整流桥电路，其与市电进行连接，用于为后续电路提供直流电压；市电经过输入和输出的lc滤波和中间的整流桥整流后可得到输出较为稳定的直流电压vdc，该电压接入检测装置供电电路的输入端，用以实现dc/dc变换。
33.如图3所示，检测装置供电电路包括电源芯片和flyback反激电路，其中直流电压vdc连接到检测装置供电电路的输入端，输出用于气体传感器供电的5v直流输出电压vo；电源芯片可采用自带过流、过压以及高温保护的ld5535电源芯片，其经过自身附带的控制回路后达到恒压输出的目的。
34.如图4所示，检测装置辅助电源电路中的变压器t1的辅助绕组w3、w4通过与原边绕组耦合后产生两路辅助电压，为了使整个电路系统正常工作，将检测装置辅助电源电路产生的18v和12v电压为检测装置供电电路中的ld5535、检测装置过压过温保护电路中的常闭继电器、检测装置报警电路中的蜂鸣器等元器件提供稳定的供电电压。
35.如图5所示，检测装置过压过温保护电路用于监控检测装置供电电路的电压是否过高和监控气体传感器的温度是否过高，包括采样电阻r5和r6、比较器u1a、ptc正温度系数热敏电阻、逻辑或门or1以及常闭继电器ry1；检测装置供电电路的输出电压vo经过采样电阻采样后连接到比较器u1a的同相输入端，ptc正温度系数热敏电阻与r7串联后连接到5v电压；5v分压后产生的va和vb分别连接到比较器u1a和u1b的反相输入端；当检测装置供电电路输出电压过高或气体传感器内部温度过高时：逻辑或门or1输出高电平，常闭继电器ry1动作，断开检测装置供电电路的输出，实现对气体传感器mq-4的保护。
36.如图6所示，检测装置报警电路包括比较器uc2、三角载波发生电路以及声光报警电路，其中声光报警电路的强度由比较器输出的pwm占空比控制；当可燃气体发生泄露时，空气中可燃气体的浓度升高，同时会导致比较器u2c的同相输入端电压升高；比较器u2c同相端电压与其反向输入端的三角载波经过u2c比较后输出占空比随可燃气体浓度变化的pwm控制信号，由此可通对空气中可燃气体浓度的检测实现声光报警功能；具体的：
37.5v电压经过r16和r17分压后连接到运算放大器u2a的同相输入端，反相输入端连接电阻r18和电容c8，c8另一端连接u2a的输出侧，电阻r18另一端接地；由此u2a构成积分运算电路，且输出通过电阻r19连接到比较器u2c的反相输入端；电容c8与开关管q3并联，q3的栅极连接到比较器u2b的输出端，其反相输入端接5v电压，同相输入端与比较器u2c的反相输入端相连；运算放大器u2a和比较器u2b共同构成了三角载波发生电路；
38.比较器u2c的同相输入端与电阻r14和气体传感器mq-4的4和6管脚相连，电阻r4另一侧接地；5v电压vcc与mq-4的1、2、3脚相连，5脚通过电阻r15与gnds相连；比较器u2c的输出端通过电阻r20连接到三极管q4的基极，集电极同时连接二极管d5的阳极和有源蜂鸣器的负极，二极管d5和有源蜂鸣器并联，另一端接12v电压，极管q4的发射极连接到红色发光
二极led1，led1另一端通过电阻r21接地；
39.比较器u2c反相输入端的三角载波初始值最大值为5v，气体传感器mq-4的模拟输出端4和6脚的最小值为0.1～0.3v、最大值为4v，通过选择r16和r17的阻值可实现vt》0.3v；当可燃气体未发生泄露时：气体传感器mq-4的模拟输出端电压为最小值，此时比较器u2c同相输入端小于反相输入端电压，u2c输出的pwm一直为低电平，三极管q4保持关断，声光报警电路未被启动；当可燃气体发生泄露时：气体传感器mq-4的模拟输出端电压值随可燃气体浓度的增大而增大，此时比较器u2c同相输入端电压增加，通过与比较器u2c反相输入端的三角载波比较后，u2c输出的pwm的占空比也随之增加，此时三极管q4在pwm控制下间歇性导通，蜂鸣器发出响声，红色led闪烁报警，且蜂鸣器的响声和led闪烁的时长随可燃气体浓度的增加而增强；该检测报警电路通过上述工作方式，可实现对可燃气体的检测和报警功能。
40.使用时，市电经过检测装置输入整流滤波电路后可得到一个稳定的直流电压vdc，而后该电压连接到检测装置供电电路的输入侧，并经过由电源芯片ld5535构成的闭环控制回路后得到一路5v的输出电压vo，同时检测装置辅助源电路产生12v和18v两路辅助电压；检测装置供电电路的输出电压vo经过检测装置过压过温保护电路后为检测装置报警电路提供稳定的5v供电电压vcc；检测装置报警电路通过将比较器u2c同相输入端电压与反相输入端电压比较产生一组pwm信号，该pwm信号用于控制检测装置报警电路中声光报警电路的声光报警强度。
41.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。若本实用新型的修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。