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。