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基于AT89C51的燃氣泄漏報警與應(yīng)急處理器

作者: 時間:2012-03-19 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

0 引言

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/171846.htm

隨著城鎮(zhèn)管道和罐裝的推廣普及,由于使用不當(dāng)和設(shè)備老化導(dǎo)致的爆炸或中毒事故時有發(fā)生,因此安裝器已越來越受到重視。然而,目前燃氣器的發(fā)展很不平衡,由PC機值守的大型集群監(jiān)控系統(tǒng)雖技術(shù)先進但價格昂貴,須設(shè)專用機房和專人管理,使用范圍局限于條件較好,物業(yè)管理水準較高的住宅區(qū)或單位。而一般的燃氣器卻大都存在一些缺陷,有的功能單一,可靠性差,傳感器損壞不易發(fā)現(xiàn),不能更換,有的產(chǎn)品利用燃氣管道專用電磁閥控制氣源,其安裝需拆動原管路,須報請燃氣公司派專人處理,十分麻煩,因此也難為廣大用戶所用。據(jù)此現(xiàn)狀,我們研制了一種單片機技術(shù)的燃氣報警與。該系統(tǒng)不僅能及時準確地檢測出燃氣的,進行聲光報警,還能實現(xiàn)自動處理(排風(fēng)和關(guān)閉閥門切斷氣源);傳感器損壞能自查報警,用戶可及時發(fā)現(xiàn)并能自行更換;閥門開閉裝置設(shè)計獨特,安裝無需拆動原管路,使用十分方便,因此特別適合于無條件建立或加入集群監(jiān)控系統(tǒng)的廣大燃氣用戶使用。

1 硬件結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 系統(tǒng)框圖

系統(tǒng)主要由單片機電路、檢測電路、報警電路和處理電路組成,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

當(dāng)有燃氣泄漏時,檢測電路產(chǎn)生“氣——電”信號送單片機,單片機控制蜂鳴器發(fā)出預(yù)報警信號,經(jīng)延時、判斷,確認為事故泄漏后,發(fā)出紅光報警,同時啟動應(yīng)急處理程序,關(guān)閉閥門,切斷氣源,并開啟排風(fēng)扇排除室內(nèi)被污染的空氣;若檢測到氣敏元件損壞,系統(tǒng)關(guān)閉閥門并點亮黃色報警燈,提示用戶更換氣敏傳感器。

1.2 單片機電路

單片機電路是系統(tǒng)控制的核心。單片機選用Atmel公司的,其引腳分配如圖2所示?;就庠O(shè)有晶振電路(18、19腳)和上電復(fù)位電路(9腳),氣敏元件損壞信號和燃氣泄漏信號分別從P3.2(INT0)、P3.3(INT1)輸入,作為的兩個中斷觸發(fā)信號,下降沿觸發(fā)方式。P1.0、P1.1分別接開關(guān)SD1和SD2,用于手動控制排氣扇和燃氣閥門,報警與應(yīng)急處理驅(qū)動信號分別從P2.0~P2.4輸出。

40.jpg

1.3 檢測電路

檢測電路包括燃氣泄漏檢測和氣敏元件損壞檢測兩部分,原理電路如圖3所示。氣敏傳感器選用QM型,這是由金屬氧化物半導(dǎo)體材料制成的“氣——電”轉(zhuǎn)換器件。當(dāng)有燃氣泄漏時,其表面會發(fā)生化學(xué)吸附,使本身電阻(圖中AA’間的電阻)下降,且燃氣濃度越高,電阻下降越多[1],利用該特性并通過VT1等元件組成的開關(guān)電路即可獲得“氣——電”信號,完成燃氣泄漏的檢測,調(diào)節(jié)RP 1可設(shè)置不同燃氣的報警限,C2為延時電容,用于減小傳感器初始穩(wěn)態(tài)的影響。

氣敏傳感器在使用中,其熱絲可能燒斷,但難以發(fā)現(xiàn),致使用戶在毫不知情的情況下繼續(xù)使用已失效的燃氣報警器。為能及時發(fā)現(xiàn)傳感器的損壞,本系統(tǒng)特別設(shè)計了氣敏元件自檢電路(由R3~R7、VT2、VT3等組成)[2],元件正常時,R3上有電壓信號,如熱絲燒斷,該信號為0,VT3集電極輸出低電平至單片機,點亮黃燈報警,能使用戶及時發(fā)現(xiàn)。同時,氣敏傳感器不直接焊入電路,而是通過七腳電子管座與電路連接,若損壞可方便地從管座中撥出換新,從而解決了更換難的問題。

1.4 聲光報警電路

聲光報警分別由蜂鳴器和紅、黃發(fā)光二極管完成。燃氣濃度大于預(yù)報警限時蜂鳴器由單片機輸出低電平,經(jīng)三極管驅(qū)動報警,發(fā)光二極管則由單片機直接驅(qū)動,當(dāng)確認為事故泄漏時,紅色LED點亮,當(dāng)氣敏元件損壞時,黃色LED工作。

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