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可燃气体烟雾检测论文

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可燃气体烟雾检测论文

要:介绍了一种车载烟雾报警系统的设计方案,包含一个带触摸屏液晶的主机和多个分布式安装的探测器,通过RS485总线连接。方案采用半导体气体传感器实现,灵敏度高、成本低、寿命长,通过基准电压自动标定、自动校正和测量值温度补偿,解决了半导体气体传感器漂移和受温度影响大的问题,实现了烟雾的可靠检测,为汽车火灾早期预警提供了可靠保障,具有较强的实用性。

关键词:半导体气体传感器;RS485;自动校正;自动标定;温度补偿

近年来,汽车火灾事故时有发生,给国家和人民的生命财产造成了巨大的损失,教训是深刻的,目前汽车火灾事故已经成为媒体舆论的焦点,社会各界对此广泛关注。特别是城市公交车和长途大巴车由于采用空调系统使得人们处于一个相对封闭的环境,给火灾处理和人员逃离都带来了很多的不便,控制火灾的发生和先期的预警就显得尤为重要。因此,抓好火灾预防必须借助于高科技防火灾产品在其汽车领域上的运用,将其灾情早期发现并控制消灭在隐患萌芽中。

1 烟雾检测原理

对于火灾烟雾方面的监测,通常主要采用烟雾传感器与温度传感器,其中烟雾传感器主要有离子式、光电式和气敏式等几类。它们的工作原理就决定了其监测方式只有在火灾达到一定程度后才能进行报警工作,而且存在对部分特殊火焰的燃烧无法识别的现象,这种监测的方式是无法对于早期发生的火灾进行报警的,其监测也是不全面的,如果待火灾达到一定程度报警,势必无形中给财产与生命安全造成更大损失。

近年来,随着气体传感技术的发展,气体传感器和传统火灾探测器相结合的探测技术,已广泛应用于汽车火灾烟雾探测领域。在火灾过程中,几乎每种物质均要产生不充分燃烧的CO和烟雾,特别是阴燃阶段的火灾更是如此,由火灾孕育到剧烈燃烧CO和烟雾经历由无到有,由小到大,然后逐渐减小的规律性变化过程,而且CO和烟雾比空气密度小,更容易更早漂浮实现早期预警。因此检测CO和烟雾适合于火灾早期探测,这对于较早的时间捕捉到火灾发生信息非常重要。

半导体气体传感器是利用气体在半导体表面的氧化还原反应导致敏感元件组织发生变化而制成的,它的优点是成本低廉、制作简单、灵敏度高、响应速度快、寿命长、对湿度敏感度低;它的缺点是对气体选择性差、输出非线性、稳定性不理想,适用于单点或少量检测点报警,不适合于定量检测使用。对于汽车使用环境来说,是比较合适的一种气体传感器,但是在使用中要解决稳定性不够的问题。

2 车载烟雾报警器系统设计

整个车载烟雾报警系统分为两个部分:安装于驾驶员侧的主机和分布安装在车厢各处的探测器,主机和探测器通过RS485总线连接在一起。其安装分布如图1所示。

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3 车载烟雾报警器主机设计

车载报警器主机用于轮询探测器状态并根据读取数据在液晶屏上显示个探测器的状态,如果探测器未连接,相应探测器状态显示灰色,如果状态正常显示绿色,如果超出报警值则根据超出程度显示黄色或红色。

车载报警器主机系统组成如图2所示。

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4 车载报警器烟雾探测器设计

车载报警器探测器用于检测烟雾浓度,并根据烟雾浓度确定当前是否存在火灾隐患,根据烟雾浓度把当前状态判断为正常、轻度污染或者重度污染。其系统组成入图3所示。

图中,电源电路采用开关降压芯片XL2596把汽车电源12 V或24 V转换成5 V供探测器其他电路使用;风扇为5 V直流风扇,用于构成将车箱内气体吸入探测器内部进行检测,提供比自然扩散型结构更快的检测速度;半导体气体传感器经过比较郑州炜盛公司的MP503、MP801、MP901、日本费加罗公司的TGS2602、TGS2602在使用中的稳定性、稳定时间、信号灵敏度,最终选择了MP801,可以在开机2 min内达到稳定,且灵敏度较高、稳定性不错;温度传感器使用热敏电阻检测半导体气体传感器工作环境温度,然后单片机通过算法进行温度补偿;LED只是电路采用红绿双色LED,可以实现绿色、橙色和红色3种状态的显示;RS485转换电路实现和主机的总线连接。

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5 基准电压值自动标定和自动校正

车载烟雾探测器使用MP801半导体传感器进行烟雾检测。其基本电路如图4所示。

图中,传感器MP801的1脚和4脚之间为加热体,额定工作电压5 V,用于保证2、3脚之间的检测体的正常工作。刚上电时,检测体的阻值很小,导致输出电压VR比较大,需要经过一段时间的预热以后,检测体的阻值才会稳定下来,此时VR输出一个稳定的值,这个值才可以作为基准电压来进行烟雾的判断。

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在程序设计中,考虑到了上电预热稳定的过程,其自动标定基准电压的流程如图5所示。

当车厢内有烟雾时,传感器检测体阻值下降,VR输出电压上升,通过比较测量到的VR电压值和基准电压比较就可以判断得到当前车厢内烟雾的状态。但是,在实际使用中,半导体传感器存在着漂移的现象。在没有烟雾的状态下,传感器检测体的阻值也会发生缓慢变化,如果时间足够长,则这种漂移会足够大,从而导致判断的错误。所以在使用中必须对基准电压进行自动校正。基准电压自动校正算法如下:

1)每10 s计算VR输出平均电压,并和基准电压比较。如果差值小于限值,则进入步骤2;如果差值大于限值,则计时清零,返回步骤1。

2)和上一次测量平均值比较,如果差值小于限值,则进入步骤3;如果差值大于限值,则计时清零,返回步骤1。

3)计时值加1,如果计时值达到设定值,则保存新的基准电压,并清零计时值,返回步骤1。

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6 测量值温度补偿

半导体气体传感器的性能受温度的影响比较大,所以在使用时需要根据温度对测量电压值进行补偿。传感器输出电压温度补偿曲线如图6所示。

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7 结论

实际制作的样机,经过使用检验,能够满足实际使用的需要,灵敏度较高,稳定性满足要求,能可靠地进行烟雾检测,实现火灾的早期预警。

参考文献

[1] MP801气体传感器数据手册.郑州炜盛电子科技有限公司.

[2] MP901气体传感器数据手册.郑州炜盛电子科技有限公司.

[3] MP503气体传感器数据手册.郑州炜盛电子科技有限公司.

[4] TGS2603用于异味与空气污染物检测的气体传感器.深圳市新世联科技有限公司.

[5] DC80480F070_1000_0T 数据手册 .广州大彩光电科技有限公司.

本文来源于科技期刊《电子产品世界》2020年第01期第81页,欢迎您写论文时引用,并注明出处。

警报器如今俨然是我们家居生活安全中不可或缺的一员,然而,不少朋友却发现自己家里的烟雾警报器常常都会发生误报的情况,弄得大家一头雾水,本来是为家居安全保驾护航的家电,却因为其莫名其妙的误报情况而成了鸡肋。所以,我们今天就来和大家一起探讨一下烟雾警报器频频误报的那些原因,以及相应的对策

烹饪

很多小伙伴一定发现,即使当我们在正常烹饪的状态下,烟雾警报器依然会响起警报。这是因为传统的烟雾警报器都采用了离子核心传感器,这种传感器对极微小的烟雾粒子都异常敏感,即使是肉眼无法看到的,离子传感器依然会检测到,并发出警报。

而最好的解决方法,无疑就是淘汰掉传统的离子烟雾警报器,而选择购入一个光电烟感警报器。光电警报器对微小的烟雾粒子不太敏感,所以对于在普通烹饪过程中,所产生的烟雾粒子在一般情况下都不会产生误报。

香烟

不少朋友都有在室内抽烟的习惯,虽然一般情况下,烟雾报警器是不会对香烟的烟雾发出响应的。但很多时候,用户产生的烟雾会非常浓重,例如,许多抽烟者都在同一个屋子抽烟,就很有可能触发烟雾警报器,导致报警。而如果报警器太旧的话,即使烟的浓度很低,也会响应的。所以,相对来说,我们也可以由此来判断家里的烟雾报警器是否已经老化。

最好的解决方法?当然是尽量杜绝在室内抽烟,或是在抽烟时尽量打开窗户让空气流通咯!

湿气、蒸汽

是的,烟雾警报器能探测到的可不仅仅只有“烟”和“雾”,厨房里的水蒸气、湿气,也会成为导致烟雾警报器发生误报的“罪魁祸首”。由于气体升腾的特质,蒸汽或者湿气会浓缩在传感器和线路板上,当传感器上浓缩太多的水汽的时候,警报器就会发出报警的声音。

解决此类问题,最有效的即是将报警装置安装在离蒸汽和湿气较远的地方,例如杜绝浴室走廊这样的地方。然而,如果报警器本来能正常工作,现在却对蒸汽或湿气起反应,那么也有可能是报警器老化的原因。较老的报警器会变得更加敏感,也更容易对蒸气和湿气发生响应。所以误报发生也可能是报警器超过了使用年限,需要被替换掉了。

电源

有的时候,用户会发现明明没有出现以上三种中任何的情况,家里的烟雾警报器却还是是发出间歇性的响声。不少朋友以为这是警报器出现故障导致误报,实际上这很有可能是警报器自身电量偏低所发出的提示信号,而且这种声音是很好区别的,因为它发出的是一种单一的,短促的声音,大约每隔一分钟就会发出一次这样的声音。

而解决方案的方法也很简单:如果烟雾报警器是间歇性地发出这样的声音,用户可以更换电池、或是清洁警报器端口,看是否能解决问题。

以上就是如今我们使用烟雾警报器,容易碰到的误报情况以及相对应的解决方法,希望能对各位小伙伴起到一定的帮助。如果你还有任何在家电方面想要了解的内容或资讯,不妨来留言告诉我们哦!

在气体检测行业中,可燃气体的检测经常有被需要,特别是在煤矿矿业中,和天然气行业中经常需要进行检测,当然在一些生物制药的化工企业中也优势需要进行检测,那我们对各类可燃气体如何检测呢?今天就为大家简单介绍一下,希望能帮助到大家。 我们要想检测可燃气体的浓度,当然是需要借助相关的检测设备来进行检测,目前市面上检测可燃气体浓度的检测方式就是可燃气体检测仪来进行检测,但目前气体检测仪中检测可燃气体的种类还有点多,我们先来各自了解一下。 可燃气体检测仪之所以能够检测可燃气体浓度,主要是依靠气体传感器来进行检测,在以前武汉聚舟科技的文章有过介绍,可燃气体检测仪的传感器有两种,一种为催化燃烧传感器,一种为红外传感器,两种传感器的优缺点我们在这就不细说,需要了解的敬请登录武汉聚舟科技查看相关技术文章。 因此检测可燃气体浓度的气体检测仪有催化燃烧式的气体检测仪,如武汉聚舟科技供应的英思科GB Ex可燃气体检测仪所搭载的就是催化燃烧传感器,这类传感器的气体检测仪,武汉聚舟科技还有很多,如德尔格x-am2500气体检测仪,华瑞PGM-2500等等都是这类传感器来进行检测,这类气体检测仪只能运用在氧气充足的环境中进行检测才能保证检测结果的准确性,如我们需要进入密闭空间或者在密闭空间内作业检测可燃气体浓度时,我们就需要采用红外传感器类型的气体检测仪了,这类气体检测仪武汉聚舟科技中的德尔格x-am5600气体检测仪和德尔格x-am8000气体检测仪都是可以搭载这类传感器。这类可燃气体检测仪就能够运用在各种环境中进检测,但这类传感器的气体检测仪的价格想对就贵一些。 我们要想检测环境中的各类可燃气体浓度,如环境中的氢气、天然气、乙炔、乙烯、氨等等各类可燃气体,这类气体检测仪所检测出来的检测结果是环境中所有可燃气体的总浓度,如想检测环境中单一气体浓度,我们就需要搭配各种气体的传感器来进行检测,如想了解更多关于气体检测等相关产品详细信息,敬请登录武汉聚舟科技查看,如有任何问题,敬请随时联系我们,我们都会及时做出相关回复

烟雾监测报警系统对室内、室外区域进行实时检测,无需人工干预,一旦检测到烟雾、火焰时,立即进行告警,告知监控管理中心,提醒相关人员及时处理。同时将告警截图和视频保存到数据库形成报表,可根据时间段对告警记录和告警截图、视频进行查询点播,方便进行事后轨迹回溯,快速查找责任人。

可燃气体检测论文

: with the development of social economy, buildings, structures the diversity of applied materials, all kinds of industry and the development of science and technology, flammable material increased, together with people living environment and lifestyle changes, increasing the risk of fire, fire, the fire caused the number of casualties and economic loss increase gradually. Fire is harmful to human survival as the enemy of, more and more attention by people. With the increasing of the high-rise building, fire hidden trouble increase. Once the fire, and will be of the lives and property of the people do great harm, so people begin to seek a kind of early detection method of fire, in order to control and extinguish fire, reduce loss, and safeguarding the safety of the introduction of the development of science and technology, electronic technology to become effective means of the safety aspects of, many, many of the safety aspects of electronic products, is the life of people's right-hand man. This design using single chip computer technology with A/D conversion chip constructed A flammable gas detection alarm. When environment flammable or poisonous gas leak, when gas alarm detect combustible gas concentration reach the point of alarm Settings, flammable gas alarm will be issued a warning signal to remind workers to take security measures. This paper firstly introduces the design flammable gas detection alarm the main way and the advantage of single-chip microcomputer system; And then introduced the flammable gas detection alarm design process, and the hardware and software design of the system, and gives the software program design detailed steps, including each module of the program design and the whole system commissioning and simulation steps, the design USES MQ-2 gas sensor as flammable gas the signal acquisition tools, the collected simulation voltage quantity after ADC0809 into digital signals. Single chip ADC0809 collection to the digital signal after calculation, if combustible gas concentration reach the point of single chip set alarm when will drive LED and a buzzer issued a warning signal. In no RanQiTi, some unknown risk, alarm can human control key change fire alarm initial value.

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室内空气质量检测与传感器的应用 [摘要]室内空气品质对人的影响至关重要,利用传感器检测空气质量是当今流行的一种方法,本文介绍了传感器在空气质量检测方面的原理应用,分析了当前气体传感器的优点和不足,以及气体传感器的发展趋势和前景。 [关键词]空气质量 气体传感器 室内环境污染 一、空气对于人的重要性 人们每时每刻都离不开氧,并通过吸入空气而获得氧。一个成年人每天需要吸入空气达6500升以获得足够的氧气,因此,被污染了的空气对人体健康有直接的影响。人的一生中有90%以上时间在室内度过,可见,室内空气品质对人的影响更是至关重要。 二、室内环境污染背景 当今,人类正面临“煤烟污染”、“光化学烟雾污染”之后,又出现了“室内空气污染”为主的第三次环境污染。美国专家检测发现,在室内空气中存在500多种挥发性有机物,其中致癌物质就有 20多种,致病病毒 200多种。危害较大的主要有:氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙烯等。大量触目惊心的事实证实,室内空气污染已成为危害人类健康的“隐形杀手”,也成为全世界各国共同关注的问题。据统计,全球近一半的人处于室内空气污染中,室内环境污染已经引起的呼吸道疾病,22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌。 三、关于开展室内空气质量服务的几点设想 1.着手调查国内家庭和办公室内空气质量的基本情况。 2.了解并着手引进室内空气质量检测设备。 3.进行规模较大的宣传活动,首先应由气象主管部门与环保主管部门联合建立室内空气质量问题的管理机制。 4.对国际环保部门有关室内空气质量的法规、技术标准、室内污染测定方法及对测定仪器等问题进行专门的调查和研究。 四、空气检测仪的强力武器——传感器 检测技术是人们认识和改造世界的一种必不可少的重要技术手段。而传感器是科学实验和工业生产等活动中对信息资源的开发获取、传输与处理的一种重要工具。下面将介绍六种在空气质量检测方面发挥重要作用的传感器。 1.金属氧化物半导体式传感器。金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用,改变半导体的电导率,通过电流变化的比较,激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大,输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器,因其反应十分灵敏,故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。 2.催化燃烧式传感器。催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一,具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理,感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧,是温度使感应电阻的阻值发生变化,打破电桥平衡,使之输出稳定的电流信号,再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。 3.定电位电解式传感器。定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术,在此方面国外技术领先,因此此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器的结构:在一个塑料制成的筒状池体内,安装工作电极、对电极和参比电极,在电极之间充满电解液,由多孔四氟乙烯做成的隔膜,在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接,在电极之间施加了一定的电位,使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应,在对电极发生还原或氧化反应,电极的平衡电位发生变化,变化值与气体浓度成正比。 4.迦伐尼电池式氧气传感器。迦伐尼电池式氧气传感器的结构:在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10-30μm的聚四氟乙烯透气膜,在其容器内侧紧粘着贵金属(铂、黄金、银等)阴电极,在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极(用铅、镉等离子化倾向大的金属)。用氢氧化钾。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应,使阳极金属离子化,释放出电子,电流的大小与氧气的多少成正比,由于整个反应中阳极金属有消耗,所以传感器需要定期更换。目前国内技术已日趋成熟,完全可以国产化此类传感器 5.红外式传感器。红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理,具有抗中毒性好,反应灵敏,对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂,成本高。 光离子化气体传感器。PID由紫外灯光源和离子室等主要部分构成,在离子室有正负电极,形成电场,待测气体在紫外灯的照射下,离子化,生成正负离子,在电极间形成电流,经放大输出信号。PID具有灵敏度高,无中毒问题,安全可靠等优点。 五、气体检测仪器仪表产业发展现状深度分析 近年来,随着中国经济的高速发展,仪器仪表产业也得到了快速发展,自2004年产销首次突破千亿元大关,行业发展进入了快车道,2006年行业总产值突破两千亿元;2007年仪器仪表行业总产值达3078亿元,增长率高达;据仪器仪表行业协会统计,08年上半年仪器仪表行业总产值实现 亿元,同比增长,其中分析仪器、环境监测仪器仪表增长率高达32%。 科学技术的进步为气体检测仪器仪表行业的发展提供了条件,市场和政府政策的推动、人们安全意识的提高、相关法规法律的完善是气体检测行业发展的核心动力,这些推动使气体检测仪器仪表行业处于产业高速增长期。 从技术发展的角度看,根据使用传感器原理的不同,常见的气体检测仪器仪表各自有适用气体及应用领域,新技术新产品正在成为未来气体检测仪器仪表的主流。 六、对未来空气质量检测的展望 随着人们生活水平的不断提高和对环保的日益重视,对各种有毒、有害气体的探测,对大气污染、工业废气的监测以及对食品和居住环境质量的检测都对气体传感器提出了更高的要求。纳米、薄膜技术等新材料研制技术的成功应用为气体传感器集成化和智能化提供了很好的前提条件。气体传感器将在充分利用微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、传感技术、故障诊断技术、智能技术等多学科综合技术的基础上得到发展。研制能够同时监测多种气体的全自动数字式的智能气体传感器将是该领域的重要研究方向。 参考文献: [1]陈艾.敏感材料与传感器[M].北京:高等教育出版社. [2]高晓蓉.传感器技术[M].成都:西安交通大学出版社. [3]彭军.传感器与检测技术[M].北京:高等教育出版社. [4]王元庆.新型传感器原理及应用[M].北京:机械工业出版社. [5]赵茂泰.智能仪器原理及应用[M].北京:电子工业出版社.

With the diversity of social and economic development, buildings, structures, Applied Materials, the development of various industrial and science and technology, increase in combustible materials, coupled with people's living environment and lifestyle changes, the risk of fire is increasing, the number of firescasualties and economic losses caused by fire is gradually increasing. Fire as the enemy of endangering the survival of mankind, more attention has been paid. With the growing number of high-rise buildings, fire hazards increase. Event of fire, will people's lives and property caused great harm, so people began to seek a method of early detection of fire, in order to control and extinguish fires and to minimize losses, protect life the development of electronic science and technology, electronics technology has become a powerful means of security, many security aspects of electronic products, the right-hand man of the people's lives. This design uses a microcontroller technology with A / D conversion chip to build a combustible gas detector alarm. When the leak of flammable or toxic gases in the environment to the critical point of the combustible gas concentration reaches the alarm set, when the gas alarm detection, combustible gas alarm will send alarm signal to remind staff to take safety measures. This paper briefly describes the design combustible gas detection alarm as well as the advantages of the SCM system; then details the design flow of the combustible gas detection alarm, as well as hardware and software systems design and software programming detailed steps, including the various modules of the program design and system debugging and simulation steps, design uses the MQ-2 gas sensor signal acquisition tool as a combustible gas, the collected analog voltage after the ADC0809 converted into digital signals. Single-chip digital signal acquisition to the ADC0809 has been calculated, if the combustible gas concentration reaches the critical point when the alarm is set microcontroller will drive the LED and buzzer alarm signal. In the case of non-combustible gases, the occurrence of unknown danger, the alarm can artificially control buttons to change the fire alarm initial value. 希望能帮到你

可燃气体浓度检测论文

在气体检测行业中,可燃气体的检测经常有被需要,特别是在煤矿矿业中,和天然气行业中经常需要进行检测,当然在一些生物制药的化工企业中也优势需要进行检测,那我们对各类可燃气体如何检测呢?今天就为大家简单介绍一下,希望能帮助到大家。 我们要想检测可燃气体的浓度,当然是需要借助相关的检测设备来进行检测,目前市面上检测可燃气体浓度的检测方式就是可燃气体检测仪来进行检测,但目前气体检测仪中检测可燃气体的种类还有点多,我们先来各自了解一下。 可燃气体检测仪之所以能够检测可燃气体浓度,主要是依靠气体传感器来进行检测,在以前武汉聚舟科技的文章有过介绍,可燃气体检测仪的传感器有两种,一种为催化燃烧传感器,一种为红外传感器,两种传感器的优缺点我们在这就不细说,需要了解的敬请登录武汉聚舟科技查看相关技术文章。 因此检测可燃气体浓度的气体检测仪有催化燃烧式的气体检测仪,如武汉聚舟科技供应的英思科GB Ex可燃气体检测仪所搭载的就是催化燃烧传感器,这类传感器的气体检测仪,武汉聚舟科技还有很多,如德尔格x-am2500气体检测仪,华瑞PGM-2500等等都是这类传感器来进行检测,这类气体检测仪只能运用在氧气充足的环境中进行检测才能保证检测结果的准确性,如我们需要进入密闭空间或者在密闭空间内作业检测可燃气体浓度时,我们就需要采用红外传感器类型的气体检测仪了,这类气体检测仪武汉聚舟科技中的德尔格x-am5600气体检测仪和德尔格x-am8000气体检测仪都是可以搭载这类传感器。这类可燃气体检测仪就能够运用在各种环境中进检测,但这类传感器的气体检测仪的价格想对就贵一些。 我们要想检测环境中的各类可燃气体浓度,如环境中的氢气、天然气、乙炔、乙烯、氨等等各类可燃气体,这类气体检测仪所检测出来的检测结果是环境中所有可燃气体的总浓度,如想检测环境中单一气体浓度,我们就需要搭配各种气体的传感器来进行检测,如想了解更多关于气体检测等相关产品详细信息,敬请登录武汉聚舟科技查看,如有任何问题,敬请随时联系我们,我们都会及时做出相关回复

室内空气质量检测与传感器的应用 [摘要]室内空气品质对人的影响至关重要,利用传感器检测空气质量是当今流行的一种方法,本文介绍了传感器在空气质量检测方面的原理应用,分析了当前气体传感器的优点和不足,以及气体传感器的发展趋势和前景。 [关键词]空气质量 气体传感器 室内环境污染 一、空气对于人的重要性 人们每时每刻都离不开氧,并通过吸入空气而获得氧。一个成年人每天需要吸入空气达6500升以获得足够的氧气,因此,被污染了的空气对人体健康有直接的影响。人的一生中有90%以上时间在室内度过,可见,室内空气品质对人的影响更是至关重要。 二、室内环境污染背景 当今,人类正面临“煤烟污染”、“光化学烟雾污染”之后,又出现了“室内空气污染”为主的第三次环境污染。美国专家检测发现,在室内空气中存在500多种挥发性有机物,其中致癌物质就有 20多种,致病病毒 200多种。危害较大的主要有:氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙烯等。大量触目惊心的事实证实,室内空气污染已成为危害人类健康的“隐形杀手”,也成为全世界各国共同关注的问题。据统计,全球近一半的人处于室内空气污染中,室内环境污染已经引起的呼吸道疾病,22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌。 三、关于开展室内空气质量服务的几点设想 1.着手调查国内家庭和办公室内空气质量的基本情况。 2.了解并着手引进室内空气质量检测设备。 3.进行规模较大的宣传活动,首先应由气象主管部门与环保主管部门联合建立室内空气质量问题的管理机制。 4.对国际环保部门有关室内空气质量的法规、技术标准、室内污染测定方法及对测定仪器等问题进行专门的调查和研究。 四、空气检测仪的强力武器——传感器 检测技术是人们认识和改造世界的一种必不可少的重要技术手段。而传感器是科学实验和工业生产等活动中对信息资源的开发获取、传输与处理的一种重要工具。下面将介绍六种在空气质量检测方面发挥重要作用的传感器。 1.金属氧化物半导体式传感器。金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用,改变半导体的电导率,通过电流变化的比较,激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大,输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器,因其反应十分灵敏,故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。 2.催化燃烧式传感器。催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一,具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理,感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧,是温度使感应电阻的阻值发生变化,打破电桥平衡,使之输出稳定的电流信号,再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。 3.定电位电解式传感器。定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术,在此方面国外技术领先,因此此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器的结构:在一个塑料制成的筒状池体内,安装工作电极、对电极和参比电极,在电极之间充满电解液,由多孔四氟乙烯做成的隔膜,在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接,在电极之间施加了一定的电位,使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应,在对电极发生还原或氧化反应,电极的平衡电位发生变化,变化值与气体浓度成正比。 4.迦伐尼电池式氧气传感器。迦伐尼电池式氧气传感器的结构:在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10-30μm的聚四氟乙烯透气膜,在其容器内侧紧粘着贵金属(铂、黄金、银等)阴电极,在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极(用铅、镉等离子化倾向大的金属)。用氢氧化钾。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应,使阳极金属离子化,释放出电子,电流的大小与氧气的多少成正比,由于整个反应中阳极金属有消耗,所以传感器需要定期更换。目前国内技术已日趋成熟,完全可以国产化此类传感器 5.红外式传感器。红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理,具有抗中毒性好,反应灵敏,对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂,成本高。 光离子化气体传感器。PID由紫外灯光源和离子室等主要部分构成,在离子室有正负电极,形成电场,待测气体在紫外灯的照射下,离子化,生成正负离子,在电极间形成电流,经放大输出信号。PID具有灵敏度高,无中毒问题,安全可靠等优点。 五、气体检测仪器仪表产业发展现状深度分析 近年来,随着中国经济的高速发展,仪器仪表产业也得到了快速发展,自2004年产销首次突破千亿元大关,行业发展进入了快车道,2006年行业总产值突破两千亿元;2007年仪器仪表行业总产值达3078亿元,增长率高达;据仪器仪表行业协会统计,08年上半年仪器仪表行业总产值实现 亿元,同比增长,其中分析仪器、环境监测仪器仪表增长率高达32%。 科学技术的进步为气体检测仪器仪表行业的发展提供了条件,市场和政府政策的推动、人们安全意识的提高、相关法规法律的完善是气体检测行业发展的核心动力,这些推动使气体检测仪器仪表行业处于产业高速增长期。 从技术发展的角度看,根据使用传感器原理的不同,常见的气体检测仪器仪表各自有适用气体及应用领域,新技术新产品正在成为未来气体检测仪器仪表的主流。 六、对未来空气质量检测的展望 随着人们生活水平的不断提高和对环保的日益重视,对各种有毒、有害气体的探测,对大气污染、工业废气的监测以及对食品和居住环境质量的检测都对气体传感器提出了更高的要求。纳米、薄膜技术等新材料研制技术的成功应用为气体传感器集成化和智能化提供了很好的前提条件。气体传感器将在充分利用微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、传感技术、故障诊断技术、智能技术等多学科综合技术的基础上得到发展。研制能够同时监测多种气体的全自动数字式的智能气体传感器将是该领域的重要研究方向。 参考文献: [1]陈艾.敏感材料与传感器[M].北京:高等教育出版社. [2]高晓蓉.传感器技术[M].成都:西安交通大学出版社. [3]彭军.传感器与检测技术[M].北京:高等教育出版社. [4]王元庆.新型传感器原理及应用[M].北京:机械工业出版社. [5]赵茂泰.智能仪器原理及应用[M].北京:电子工业出版社.

With the diversity of social and economic development, buildings, structures, Applied Materials, the development of various industrial and science and technology, increase in combustible materials, coupled with people's living environment and lifestyle changes, the risk of fire is increasing, the number of firescasualties and economic losses caused by fire is gradually increasing. Fire as the enemy of endangering the survival of mankind, more attention has been paid. With the growing number of high-rise buildings, fire hazards increase. Event of fire, will people's lives and property caused great harm, so people began to seek a method of early detection of fire, in order to control and extinguish fires and to minimize losses, protect life the development of electronic science and technology, electronics technology has become a powerful means of security, many security aspects of electronic products, the right-hand man of the people's lives. This design uses a microcontroller technology with A / D conversion chip to build a combustible gas detector alarm. When the leak of flammable or toxic gases in the environment to the critical point of the combustible gas concentration reaches the alarm set, when the gas alarm detection, combustible gas alarm will send alarm signal to remind staff to take safety measures. This paper briefly describes the design combustible gas detection alarm as well as the advantages of the SCM system; then details the design flow of the combustible gas detection alarm, as well as hardware and software systems design and software programming detailed steps, including the various modules of the program design and system debugging and simulation steps, design uses the MQ-2 gas sensor signal acquisition tool as a combustible gas, the collected analog voltage after the ADC0809 converted into digital signals. Single-chip digital signal acquisition to the ADC0809 has been calculated, if the combustible gas concentration reaches the critical point when the alarm is set microcontroller will drive the LED and buzzer alarm signal. In the case of non-combustible gases, the occurrence of unknown danger, the alarm can artificially control buttons to change the fire alarm initial value. 希望能帮到你

可燃性气体检测器毕业论文

可燃气体检测报警器是一种电子仪器,由探测器与报警控制主机构成,广泛应用于石油、燃气、化工、油库等存在有毒气体的石油化工行业,用以检测室内外危险场所的泄漏情况。因燃气泄漏引起探测器报警并使用自动切断装置动作时,切勿开灯或打开任何电器开关;应立即打开窗户进行通风,等探测器红色报警指示灯熄灭后,查找确认燃气泄漏的原因(无法确认原因时应联络相关的燃气公司进行处理),并进行排除。 确认探测器不再继续报警(燃气不再继续泄漏),按动手动开关打开自动切断装置恢复燃气。 请勿随意触动可燃气体探测报警器的电源,以防探测器不能正常工作。

可燃性气体检测报警器的检测原理主要有催化燃烧型、电化学型、热导型、半导体型和红外吸收型等。采样方式有扩散式和吸入式。主要结构由检测元件、放大电路、报警系统、显示器等组成。按安装方式分类主要有固定式和便携式两种,用于检测盒报警该环境中单种或多种可燃气体的浓度。可燃性气体探测器可连续检测工作场所环境中可燃性气体最低爆炸极限以下的浓度(以下简称“浓度”)。仪表输出与空气总爆炸气体浓度成正比的信号,该信号可方便的引入DCS、PLC或其他数据采集系统。它广泛应用于石油天然气、石油化工、化工、冶金、油库等存在可燃性气体的各个行业,是保证工厂安全与人身安全的理想的监测仪表。

[1]高金. 载货汽车载荷状态在线监控系统的研发[D].青岛理工大学,2016.[2]田晶晶,李世武,苏建,王琳虹,孙文财,陈璐.基于位移传感器的汽车超载动态监测预警系统[J].吉林大学学报(工学版),2012,42(06):1475-1480.[3]陈广华,鞠娜,杨飞,李建伟.基于粘贴式应变传感器的车辆超载监测系统[J].北京航空航天大学学报,2011,37(04):409-414.[4]王兴,孔强强.基于单片机的拉线式位移传感器的设计[J].现代科学仪器,2012(05):67-70.[5]陈文龙.收费站入口不停车治超计重检测系统的应用[J].广东交通职业技术学院学报,2015,14(04):7-11.[6]张小娟,高蕊,常豪豪.基于单片机液位控制系统的研究与设计[J].舰船电子工程,2018,38(03):108-112.[7]宋豫晓.基于红外探测技术的航空气象报文综合监控告警系统[J].红外,2018,39(02):28-33+43.[8]王立斌,高波,赵佩,张超,安思达.电能表自动化检定流水线表位故障定位及报警系统设计[J].河北电力技术,2018,37(01):33-34+48.[9]李明娟.基于Arduino单片机的汽车并线辅助系统设计[J].实验室研究与探索,2017,36(12):133-135+142.[10]吴增,齐虹,陈冲.车内可燃气体监测报警系统设计[J].福州大学学报(自然科学版),2017,45(06):860-865.

1、HFPCY-Ex便携式可燃气体检测仪采用自然扩散方式检测气体浓度,使用催化燃烧式传感器,具有极好的灵敏度和出色的重复性;可燃气体检测仪采用嵌入式微控制技术,菜单操作简单,功能齐全,可靠性高,整机性能居国内领先水平。它适用于可燃气体泄漏抢险、地下管道或矿井等场所,能有效保证工作人员的生命安全不受侵害,生产设备不受损失。可燃气手持表的外壳采用高强度工程材料、复合弹性橡胶材料精制而成,强度高、手感好。

2、CY-Ex泵吸式可燃气体检测仪采用内置吸气泵,可快速检测工作环境中可燃气体浓度。泵吸式可燃气体检测仪采用优质催化燃烧传感器,具有非常清晰的大液晶显示屏,声光报警提示,保证在非常不利的工作环境下也可以检测危险气体并及时提示操作人员预防。

3、HFTCY-Ex在线式可燃气检测报警器由气体检测报警控制器和固定式可燃气体检测器组成,气体检测报警控制器可放置于值班室内,主要对各监测点进行控制,可燃气体检测器安装于气体最易泄露的地点,其核心部件为内置的气体传感器。可燃气体检测器将传感器检测到的可燃气体浓度转换成电信号,通过线缆传输到报警控制器,气体浓度越高,电信号越强,当气体浓度达到或超过报警控制器设置的报警点时,报警器发出报警信号,并可启动电磁阀、排气扇等外联设备,自动排除隐患。

2022烟雾检测论文

对室内、室外全天候不间断进行监测,当识别出有异常的烟雾时,立即触发告警,并通过邮件、电话、现场语音喊话等方式进行通知的烟雾识别预警系统比较好。倍特威视武汉倍特威视湖北武汉设备类型I2008/I2016/I2032操作系统Windows Server 2012/Win10输入8路数字视频/16路数字视频/32路数字视频可售卖地全国烟雾火焰识别监测系统对火灾易发区域进行实时监测,当监测到烟雾火焰时,立即触发报警,通知相关人员及时处理火灾自动报警系统是由触发装置、火灾报警装置、联动输出装置以及具有其它辅助功能装置组成的。原理:具有能在火灾初期,将燃烧产生的烟雾、热量、火焰等物理量,通过火灾探测器变成电信号,传输到火灾报警控制器,并同时以声或光的形式通知整个楼层疏散,控制器记录火灾发生的部位、时间等,使人们能够及时发现火灾,并及时采取有效措施,扑灭初期火灾,最大限度的减少因火灾造成的生命和财产的损失,是人们同火灾做斗争的有力工江西造的光绪元宝当十值多少钱?

火灾自动识别预警系统能够实现无人值守的不间断工作,自动识别室内、室外监控区域内的异常烟雾和火灾苗头,一旦发生火灾,可以自动发出告警,协助消防人员处理火灾危机,在第一时间将火灾隐患扼杀于萌芽之中,最大限度地降低误报和漏报现象;

电除尘是利用高压电源产生的强电场发生电晕放电,使悬浮尘粒在电场力的作用下,将悬浮尘粒从气体中分离出来的技术。下面是我精心推荐的电除尘技术论文,希望你能有所感触!

减排节能电除尘新技术应用研究

【摘要】本文从电除尘器技术发展现状、减排节能电除尘新技术,以及其他技术这三个方面对减排节能电除尘新技术应用研究进行阐述。

【关键词】减排节能;电除尘技术;应用;研究

中图分类号: TE08 文献标识码: A

一、前言

随着科学技术的不断发展,为了更好的进行节能减排,并且减少污染物的排放,节能减排电除尘新技术得到了广泛的应用。

二、电除尘器技术发展现状

我国全面系统地对电除尘器技术进行研究和开发始于上个世纪60年代。在1980以前,我国在国际电除尘器领域还处于非常落后的地位。改革开放以来,我国国民经济持续不断地高速增长,环境保护对国民经济的可持续发展显得愈来愈重要。受市场经济下的利益驱动,国内许多大、中型环保产业对电除尘器进行技术研究和开发方面的投入不断加大,电除尘器的应用得到了长足的发展。国家更是将高效电除尘器技术列入“七五”国家攻关项目。通过对引进技术的消化、吸收和合理借鉴,到上世纪90年代末,我国电除尘器技术水平基本上赶上国际同期先进水平。

进入21世纪以后,我国把“大力推进科学技术进步,加强环境科学研究,积极发展环保产业”作为经济发展的重要相关政策,环保产业进一步得到重视。随着国家对污染控制要求的不断提高,对粉尘排放的要求也大幅提高。电除尘器作为控制大气污染、解决环保与经济发展之间的矛盾的主要设备之一,其应用技术进一步得到飞速发展。

目前,电除尘器已广泛应用于火力发电、钢铁、有色冶金、化工、建材、机械、电子等众多行业。我国作为世界电除尘器大国立足于国际舞台,不仅在数量上,而且在技术水平上都已进入国际先进行列。电除尘器技术从设备本体到计算机控制的高低压电源,以及绝缘配件、振打装置、极板极线等已全部实现国产化,并且已有部分产品出口到30多个国家和地区。

在1980年以前,我国电除尘器的规模绝大多数都在100m2以下,而其行业占有量为有色冶金行业32% ,钢铁行业30% ,建材行业18% ,电力行业8% ,化工行业5% ,轻工行业4% ,其他行业0% 。

随着我国经济的飞速发展,尤其是电力、建材水泥行业的发展达到空前水平,到上世纪90年代中期,电除尘器行业占有量的格局已改变为:电力行业72% ,建材水泥行业17% ,钢铁行业5% ,有色冶金行业3% ,其他行业3% 。目前火力发电行业的电除尘器用量已占全国总量的75% 以上,648m2的电除尘器已在100MW的火电厂中成功运行。在化工行业,由于受国际硫磺价格的影响,从上世纪90年代中期采用硫磺制酸工艺取代硫铁矿制酸工艺的企业急剧上升,使得电除尘器的行业占有量也随之大幅下降,直到近两年才有触底反弹的迹象。

三、减排节能电除尘新技术

1、余热利用提效技术

在火力发电中,由于煤粉变粗、煤的含水量过多等因素很容易造成锅炉排放的烟雾温度过高,很大程度地降低了电除尘器的工作效率。煤烟温度的过高对电除尘器的影响主要表现在:

1)高温烟雾会增加烟气量,同时使得电场的风速增加,造成烟尘经过电除尘器的处理时间变短,降低除尘效率。

2)高温烟雾也会降低电场的击穿电压,增加了气体分子间的间隙,不利于电子与之碰撞,从而造成电离效应增加,降低除尘效率。

3)容易形成反电晕(除尘器极板上高比电阻尘产生的局部放电),早晨尘粉二次飞扬,降低除尘效率。

2、高频供电技术

火电厂使用的电源主要为工频段在50Hz 的常规电源,而高频电源对电子和微电子等技术的应用,利用波形转换可以满足电除尘电力要求的同时,有很多优点:

1)提高效率。如果给电除尘器使用高频电源,利用高频电源的电气特性以及放电的性能,可以将电除尘的效率提高很多倍,同时还能降低烟气的排放量。

2)节能。同样利用高频电源的一些特性,可以将电除尘的效率因数提高至,更加的节省能源消耗。

3)体积小,使用便捷。普通的电源在制作中由于工艺的局限性,很难在现有的基础上将体积进一步缩小。而高频电源则因使用的变压器与控制系统集成的技术,体积很小,在安装中可以考虑安装在电除尘器的顶部。集成化的特点也决定了其可以使用更少的电缆,也更加节省空间。

4)绿色环保。高频电源采用了三相电源供电的方法,使用起来对整个电网的影响小,其最大的特点还是无缺相的损耗以及无污染,同时在电路的设计中增加了短路、开路、超温保护等功能,完全可以在十分恶劣的条件下使用。

3、三氧化硫调质技术

三氧化硫是火电厂烟气的主要污染物之一,所以在电除尘技术中如果能减少三氧化硫的排放量,或者能进一步减小排放的三氧化硫对环境的污染,才能达到国家减排的要求。三氧化硫烟气调质技术可以将一定量的三氧化硫与烟气中的少量水分通过一定手段结合成酸气溶胶,这种溶胶在通过除尘器的时候能够轻易地吸附于粉尘表面,从而达到电除尘的效率。

4、低二次扬尘技术

低二次扬尘技术主要是为了解决在电除尘过程中烟气在电风作用下产生的二次扬尘带来的除尘效率低的问题。低二次烟尘技术主要有以下几种措施:

1)对电除尘器内部的振打机构进行一定的改进,优化振打工作的程序,通过合理配置振打的强度以及去除不必要的振打来降低二次扬尘的浓度,让聚集在极板上的粉尘聚成块状而脱落。

2)对电场进行改进来克服高流速下的二次扬尘。目前使用的对电场的改进主要有使用高频电源来减少电晕闭塞,增加电场的工作效率;在电场中增加变阻流格栅,减少扬尘量;增加电场的面积来扩大对烟气流通的阻断作用范围,进一步降低风速。

5、气流分布技术

在对火电厂电除尘技术进行改进的时候,出了对于烟尘成分的研究,还出现了一种气流分布的新技术。这种技术是考虑了在大型的电除尘器中气流分布和浓度分布对于排放量的影响。

为了解决这种气流分布不均带来的影响,气流分布技术从最原始的检测分析入手,通过对电除尘器内部的结构以及气道中气流分布装置的安装情况进行研究,经过一系列的实验来找到影响气流分布的原因,从而对症下药。这种技术主要是通过复杂的运算来找出修正的方案,可以有效保证气流室内的气流分配均匀,最大限度地提高电除尘的效率。

四、其他技术

1、机电多复式双区电收尘技术

常规的电除尘器粉尘荷电与收尘功能是在同一个电场内完成,电场场强往往受荷电电压限制,使电除尘效果不能得到最佳发挥。这里提供一种阴阳极分小区布置、复式组合的机电多复式双区收尘电场新型产品技术,根据设计要求,可沿电场长度方向设置2~3 组荷电与收尘小区并呈复式交错布置。

2、节能电控提效技术

主要是通过对不同煤种、不同工况、不同负荷条件下的各种运行数据的分析、归纳和总结,对电场动态伏安曲线族与工况特性变化的关系规律进行对比和分析,建立不同的工况特性分析诊断的数学模型,基于该模型可以可靠地计算出电除尘器的反电晕指数和常电晕指数,正确地反映整台电除尘器的工况状态和变化趋势。结合锅炉负荷、烟气量、烟气温度、吹灰信号等多种信号;自动分析、诊断电场工况;实时自动选择高压供电的供电占空比和运行参数;实现综合节能,使电除尘器始终运行在功耗最小、效率最高状态。

3、湿法电收尘技术

湿法电除尘器采用洗涤电极的方法,可确保电极清洁,并可有效捕集细微粉尘、去除 SO3及一些重金属等,主要应用在冶金环境除尘等常温型工况场合。用在燃煤锅炉湿法脱硫后,可捕集逃逸的 细微粉尘等,有效解决石膏雨等问题,实现近似零排放。但要注意解决好设备防腐以及废水循环处理。

4、全布袋技术和电加袋技术

全布袋除尘工艺不仅在技术上可行,且具有投资省、占地少、运行费用低等优势,是符合我国特点的新技术,是典型的节能环保工程。电加袋除尘器由电除尘器改造而成,改善了电除尘器的除尘效率收粉尘“比电阻”的影响很大,除尘效率低的缺点。

五、结语

总的来说,各种新技术的不断被研发和应用,极大地促进了节能减排技术的发展,在一定程度上减少了颗粒污染物的排放,促进了生活环境的改善。

参考文献

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[3]顾范华 燃煤电厂电除尘技术的评估研究和应用 [J] 《电源技术应用》 -2013年3期-

[4]文杰 减排节能电除尘新技术的应用分析 [J] 《建筑遗产》 -2013年17期-

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要:介绍了一种车载烟雾报警系统的设计方案,包含一个带触摸屏液晶的主机和多个分布式安装的探测器,通过RS485总线连接。方案采用半导体气体传感器实现,灵敏度高、成本低、寿命长,通过基准电压自动标定、自动校正和测量值温度补偿,解决了半导体气体传感器漂移和受温度影响大的问题,实现了烟雾的可靠检测,为汽车火灾早期预警提供了可靠保障,具有较强的实用性。

关键词:半导体气体传感器;RS485;自动校正;自动标定;温度补偿

近年来,汽车火灾事故时有发生,给国家和人民的生命财产造成了巨大的损失,教训是深刻的,目前汽车火灾事故已经成为媒体舆论的焦点,社会各界对此广泛关注。特别是城市公交车和长途大巴车由于采用空调系统使得人们处于一个相对封闭的环境,给火灾处理和人员逃离都带来了很多的不便,控制火灾的发生和先期的预警就显得尤为重要。因此,抓好火灾预防必须借助于高科技防火灾产品在其汽车领域上的运用,将其灾情早期发现并控制消灭在隐患萌芽中。

1 烟雾检测原理

对于火灾烟雾方面的监测,通常主要采用烟雾传感器与温度传感器,其中烟雾传感器主要有离子式、光电式和气敏式等几类。它们的工作原理就决定了其监测方式只有在火灾达到一定程度后才能进行报警工作,而且存在对部分特殊火焰的燃烧无法识别的现象,这种监测的方式是无法对于早期发生的火灾进行报警的,其监测也是不全面的,如果待火灾达到一定程度报警,势必无形中给财产与生命安全造成更大损失。

近年来,随着气体传感技术的发展,气体传感器和传统火灾探测器相结合的探测技术,已广泛应用于汽车火灾烟雾探测领域。在火灾过程中,几乎每种物质均要产生不充分燃烧的CO和烟雾,特别是阴燃阶段的火灾更是如此,由火灾孕育到剧烈燃烧CO和烟雾经历由无到有,由小到大,然后逐渐减小的规律性变化过程,而且CO和烟雾比空气密度小,更容易更早漂浮实现早期预警。因此检测CO和烟雾适合于火灾早期探测,这对于较早的时间捕捉到火灾发生信息非常重要。

半导体气体传感器是利用气体在半导体表面的氧化还原反应导致敏感元件组织发生变化而制成的,它的优点是成本低廉、制作简单、灵敏度高、响应速度快、寿命长、对湿度敏感度低;它的缺点是对气体选择性差、输出非线性、稳定性不理想,适用于单点或少量检测点报警,不适合于定量检测使用。对于汽车使用环境来说,是比较合适的一种气体传感器,但是在使用中要解决稳定性不够的问题。

2 车载烟雾报警器系统设计

整个车载烟雾报警系统分为两个部分:安装于驾驶员侧的主机和分布安装在车厢各处的探测器,主机和探测器通过RS485总线连接在一起。其安装分布如图1所示。

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3 车载烟雾报警器主机设计

车载报警器主机用于轮询探测器状态并根据读取数据在液晶屏上显示个探测器的状态,如果探测器未连接,相应探测器状态显示灰色,如果状态正常显示绿色,如果超出报警值则根据超出程度显示黄色或红色。

车载报警器主机系统组成如图2所示。

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4 车载报警器烟雾探测器设计

车载报警器探测器用于检测烟雾浓度,并根据烟雾浓度确定当前是否存在火灾隐患,根据烟雾浓度把当前状态判断为正常、轻度污染或者重度污染。其系统组成入图3所示。

图中,电源电路采用开关降压芯片XL2596把汽车电源12 V或24 V转换成5 V供探测器其他电路使用;风扇为5 V直流风扇,用于构成将车箱内气体吸入探测器内部进行检测,提供比自然扩散型结构更快的检测速度;半导体气体传感器经过比较郑州炜盛公司的MP503、MP801、MP901、日本费加罗公司的TGS2602、TGS2602在使用中的稳定性、稳定时间、信号灵敏度,最终选择了MP801,可以在开机2 min内达到稳定,且灵敏度较高、稳定性不错;温度传感器使用热敏电阻检测半导体气体传感器工作环境温度,然后单片机通过算法进行温度补偿;LED只是电路采用红绿双色LED,可以实现绿色、橙色和红色3种状态的显示;RS485转换电路实现和主机的总线连接。

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5 基准电压值自动标定和自动校正

车载烟雾探测器使用MP801半导体传感器进行烟雾检测。其基本电路如图4所示。

图中,传感器MP801的1脚和4脚之间为加热体,额定工作电压5 V,用于保证2、3脚之间的检测体的正常工作。刚上电时,检测体的阻值很小,导致输出电压VR比较大,需要经过一段时间的预热以后,检测体的阻值才会稳定下来,此时VR输出一个稳定的值,这个值才可以作为基准电压来进行烟雾的判断。

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在程序设计中,考虑到了上电预热稳定的过程,其自动标定基准电压的流程如图5所示。

当车厢内有烟雾时,传感器检测体阻值下降,VR输出电压上升,通过比较测量到的VR电压值和基准电压比较就可以判断得到当前车厢内烟雾的状态。但是,在实际使用中,半导体传感器存在着漂移的现象。在没有烟雾的状态下,传感器检测体的阻值也会发生缓慢变化,如果时间足够长,则这种漂移会足够大,从而导致判断的错误。所以在使用中必须对基准电压进行自动校正。基准电压自动校正算法如下:

1)每10 s计算VR输出平均电压,并和基准电压比较。如果差值小于限值,则进入步骤2;如果差值大于限值,则计时清零,返回步骤1。

2)和上一次测量平均值比较,如果差值小于限值,则进入步骤3;如果差值大于限值,则计时清零,返回步骤1。

3)计时值加1,如果计时值达到设定值,则保存新的基准电压,并清零计时值,返回步骤1。

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6 测量值温度补偿

半导体气体传感器的性能受温度的影响比较大,所以在使用时需要根据温度对测量电压值进行补偿。传感器输出电压温度补偿曲线如图6所示。

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7 结论

实际制作的样机,经过使用检验,能够满足实际使用的需要,灵敏度较高,稳定性满足要求,能可靠地进行烟雾检测,实现火灾的早期预警。

参考文献

[1] MP801气体传感器数据手册.郑州炜盛电子科技有限公司.

[2] MP901气体传感器数据手册.郑州炜盛电子科技有限公司.

[3] MP503气体传感器数据手册.郑州炜盛电子科技有限公司.

[4] TGS2603用于异味与空气污染物检测的气体传感器.深圳市新世联科技有限公司.

[5] DC80480F070_1000_0T 数据手册 .广州大彩光电科技有限公司.

本文来源于科技期刊《电子产品世界》2020年第01期第81页,欢迎您写论文时引用,并注明出处。

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