使用單片機對瓦斯氣體濃度信息檢測和報警設(shè)計

　　MQ-5氣敏元件的結(jié)構(gòu)和外形如圖3所示(結(jié)構(gòu)A或B),由微型AL2O3陶瓷管、SnO2敏感層,測量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼制成的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。封裝好的氣敏元件有6只針狀管腳，其中4個用于信號取出，2個用于提供加熱電流。

　　設(shè)計中MQ-5的接線如圖4所示，在實際的測量中，可以按照其等效電路來計算相應(yīng)的校正數(shù)值，其中Ro表示的是測量氣體在腔體內(nèi)的等效電阻，RL是外接負載電阻，用來調(diào)整輸出的模擬量電壓范圍，具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器的輸入范圍來確定，在TLC1543的輸入范圍是0～5V，這樣RL可調(diào)整至該范圍，保證測量的量程足夠用。

圖4 MQ-5的等效電路

　　氣體測試結(jié)果計算

　　對于傳感器的調(diào)整參數(shù)計算，可按照表1步驟并結(jié)合該傳感器的特性表進行調(diào)整。

表1甲烷測試計算

　　其中：RL＝20KΩ；Ro=14.43KΩ；C=86；RL—負載電阻；Ro—敏感體電阻；C—常數(shù)，調(diào)整顯示范圍。

　　在靈敏度調(diào)整過程中，由于MQ-5型氣敏元件對不同種類，不同濃度的氣體有不同的電阻值。因此，在使用此類型氣敏元件時，靈敏度的調(diào)整是很重要的，建議用1000ppm異丁烷或氫氣校準(zhǔn)傳感器。

　　本設(shè)計考慮攜帶方便，而且實用的報警器，成品可以很方便的嵌入在礦燈內(nèi)部，設(shè)計成本廉價。基于單片機礦燈用的智能瓦斯報警器設(shè)計在硬件的選擇上留有空間，在增加相關(guān)硬件同時，軟件部分只需改動很少的部分就可實現(xiàn)其它功能，使系統(tǒng)功能更加完善。A/D轉(zhuǎn)換器是11通道的，可以擴展其他傳感器，如礦井內(nèi)的溫度和濕度進行監(jiān)測的傳感器。并且系統(tǒng)可以擴展無線發(fā)射模塊，將檢測的信息及時地發(fā)到安全控制中心，在配合其它礦井內(nèi)的安全監(jiān)控設(shè)備更好的確保井下作業(yè)的安全。