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信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)设计(论文)题目:燃气泄露报警器专业:应用电子技术班级:应电08-2学号:61姓名:指导教师:二〇一〇年九月十日四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)I目录摘要...................................................................1第1章绪论.............................................................21.1燃气泄露报警器的发展及现状..........................................21.1.1火灾探测技术...................................................21.1.2火灾探测器的发展趋势...........................................21.2报警器的研究目的及意义..............................................2第2章方案设计.........................................................4第3章单元电路的设计...................................................53.1电源电路设计........................................................53.1.1变压器.........................................................63.1.2整流电路.......................................................63.1.3整流电路的参数计算及二级管的选择...............................73.1.4电容滤波电路...................................................83.1.5电容滤波电路的参数计算及滤波电容的选择.........................93.1.6稳压电路.......................................................93.1.7稳压电路原理图................................................103.2检测电路的设计.....................................................113.2.1传感器的应用与发展............................................113.2.2燃气传感器的介绍..............................................113.2.3半导体气体传感器工作原理（HQ-2）..............................123.2.4半导体气敏元件的特性参数及主要技术指标........................123.2.5检测电路......................................................133.3报警电路的设计.....................................................13四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)II3.3.1555时基电路的起源.............................................133.3.2报警集成电路555的介绍........................................143.3.3555时基电路的组成及管脚用途...................................143.3.4555时基电路的工作原理.........................................153.3.5555时基电路的无稳态工作模式...................................15第4章整机电路及工作原理..............................................17第5章电路仿真........................................................19第6章实物制作与调试..................................................226.1.1元器件的检测...................................................226.1.2焊接的工艺要求................................................226.1.3电路安装......................................................236.2制作与调试......................................................23总结..................................................................25参考文献................................................................26附录1整机电路图.......................................................27附录2元件明细表.......................................................28四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)第1页共28页摘要为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对燃气传感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本电路。本设计利用模拟电子技术结合传感器技术而设计了这一燃气泄露监控系统。本设计以电阻式燃气传感器和模拟电子技术为核心并与其他电子技术相结合，设计出一种技术水平较好的燃气泄露报警器。其中选用HQ-2型气敏燃气传感器实现燃气浓度的检测，具有灵敏度高、响应快、抗干扰能力强等优点，而且价格低廉，使用寿命长。以模拟电子技术和HQ-2型半导体电阻式燃气浓度传感器为核心设计的燃气泄露报警器可实现声光报警等功能，是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉的燃气泄露报警器且具有一定的实用价值。关键词燃气泄露报警器；555时钟电路；传感器四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)第2页共28页第1章绪论1.1燃气泄露报警器的发展及现状1.1.1火灾探测技术火灾作术为一种在时空上失去控制的燃烧所引发的灾害，对人类生命财产和社会安全构成了极大的威胁。由此引发的重大安全事故比皆是，所以人类一直也未停止过对它的研究。火灾的发生和发展是一个非常复杂的非平稳过程，它除了自身的物理化学变化以外还会受到许多外界的千扰，火灾一旦产生便以接触式(物质流)和非接触式〔能量流)的形式向外释放能量。接触式形式包括可燃气体、燃烧气体和烟雾、气溶胶等。非接触式如声音、辐射等。火灾探测技术就是利用敏感元件将火灾中出现的物理化学特征转换为另外一种易于处理的物理量。1.1.2火灾探测器的发展趋势探测器朝新探测技术的发展进一步拓展了火灾探测的应用领域，为一些传统探测器无法胜任的环境提供了有效的手段。相关技术的发展，如傅立叶近红外光谱技术弱信号处理技术、低功耗MCU技术进一步促进了传统探测技术的改进，使得传统探测器在技术和性能上有了显著的提高。火灾着极早期探测、多传感器复合探测和探测器小型化、智能化的方向发展迈出了更快的步伐。1.2报警器的研究目的及意义目的：随着现代家庭用火、用电量的增加，家庭火灾发生的频率越来越高。家庭火灾一旦发生，很容易出现扑救不及时、灭火器材缺乏及在场人惊慌失措、逃生迟缓等不利因素，最终导致重大生命财产损失。消防部门的统计显示，在所有的火灾比例中，家庭火灾已经占到了全国火灾的30%左右。家庭起火的原因林林种种，可能在我们注意得到的地方，也可能就隐藏在我们根本就注意不到的地方。在现代城市家庭里，许多人因不懂家庭安全常识引起火灾事故，使好端端的幸福四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)第3页共28页家庭眼间毁于一旦,有的导致家破人亡,而且一旦发生居民家庭火灾,处置不当、报警迟缓,是造成人员伤亡的重要因素。所以说,人们应该积极了解家庭火灾的主要起因，还有预防火灾的发生。这就是我们研究燃气泄露报警器的目的。意义：随着科技的发展，越来越多的巨大的隐患由于工业生产和人们的日常生活而产生。为了早期发现和通报火灾，防止和减少火灾危害，保护人身和财产安全。防止火灾引起燃烧、爆炸等事故，造成严重的经济损失，甚至危及生命安全。为了减少这类事故的发生，就必须对燃气进行现场实时检测，采用先进可靠的安全检测仪表，严密监测环境中燃气的浓度，及早发现事故隐患，采取有效措施，避免事故发生，才能确保工业安全和家庭生活安全。因此，研究燃气泄露的检测方法与研制燃气泄露报警器就成为传感器技术发展领域的一个重要课题。四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)第4页共28页第2章方案设计基于日常安全，结构简单，性能稳定，使用方便，设计了一款报警器，它可以准确的检测到燃气，并且立刻报警，以免发生事故。接通电源后，当检测电路检测到空气中有易燃气体时报警电路实现报警，其组成框图如图2-1所示。图2-1结构框图电源电路：将220V、50HZ的交流电经降压、整流、滤波、稳压得到电路所需的5V直流电源。检测电路：检测电路是由气敏传感器HQ-2构成，它利用气体在金属氧化物半导体表面的氧化和还原反应，及时检测到可燃气体。详细检测原理是声表面波器件之波速和频率会随外界环境的变化而发生漂移。气敏传感器就是利用这种性能在压电晶体表面涂覆一层选择性吸附某气体的气敏薄膜，当该气敏薄膜与待测气体相互作用（化学作用或生物作用，或者是物理吸附），使得气敏薄膜的膜层质量和导电率发生变化时，引起压电晶体的声表面波频率发生漂移；气体浓度不同，膜层质量和导电率变化程度亦不同，即引起声表面波频率的变化也不同。报警电路：当气敏元件HQ-2接触到空气中燃气时，输出电信号推动扬声器B发出报警声。从而使人们知道家中燃气泄露第一时间发现危险。四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)第5页共28页第3章单元电路的设计3.1电源电路设计将220V交流电压经降压、整流、滤波、稳压后得到5V的直流电压，为检测电路和报警电路提供电源，其直流电源的组成框图和原理图如图3-1、3-2所示。图3-1直流电源的组成框图1234D1C3C4+C1D2R0Vin1GND2+5V3LM7805CT+C2～220V图3-2直流电源原理图发光二极管D2用于电源指示。三端稳压器则用于稳定直流电压。电容C1和C2四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)第6页共28页的作用是滤波。3.1.1变压器变压器的工作原理：变压器利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器是电能传递或作为信号传输的重要元件。变压器是静止的电磁装置，可变换电压、电流和阻抗，其主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。变压器有两个绕组，与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组，与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组。图3-3变压器原理图3.1.2整流电路桥式整流电路的工作原理可分析如下，在u2的正半周，电流从变压器副边线圈的上端流出，只能经过二极管VD1流向RL，再由二极管VD3流回变压器，所以VD