煙霧報(bào)警器原理與分類(lèi)-這里教您如何設(shè)計(jì)制作煙霧報(bào)警器-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2019-01-04
煙霧報(bào)警器，別稱(chēng)火災(zāi)煙霧報(bào)警器、煙霧傳感器、煙霧感應(yīng)器等。由總線供電，總線上可以連接有多個(gè)，與火災(zāi)報(bào)警控制器聯(lián)網(wǎng)、通訊組成一個(gè)報(bào)警系統(tǒng)，報(bào)警時(shí)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)聲音，主機(jī)有聲光提示，這類(lèi)感煙報(bào)警裝置一般稱(chēng)之為感煙探測(cè)器。感煙探測(cè)器分帶地址編碼的、不帶地址編碼的。
煙霧報(bào)警器從使用的傳感器可分為離子煙霧報(bào)警器和光電煙霧報(bào)警器等。
1、離子煙霧
離子煙霧報(bào)警器有一個(gè)電離室，離子室所用放射元素－－镅241（Am241），強(qiáng)度約0.8微居里左右，正常狀態(tài)下處于電場(chǎng)的平衡狀態(tài)，當(dāng)有煙塵進(jìn)入電離室會(huì)破壞這種平衡關(guān)系，報(bào)警電路檢測(cè)到濃度超過(guò)設(shè)定的閾值時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警。
2、光電煙霧
光電煙霧報(bào)警器內(nèi)有一個(gè)光學(xué)迷宮，安裝有紅外對(duì)管，無(wú)煙時(shí)紅外接收管收不到紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外光，當(dāng)煙塵進(jìn)入光學(xué)迷宮時(shí)，通過(guò)折射、反射，接收管接收到紅外光，智能報(bào)警電路判斷是否超過(guò)閾值，如果超過(guò)發(fā)出警報(bào)。
從內(nèi)在原理來(lái)說(shuō)，煙霧報(bào)警器就是通過(guò)監(jiān)測(cè)煙霧的濃度來(lái)實(shí)現(xiàn)火災(zāi)防范的，煙霧報(bào)警器內(nèi)部采用離子式煙霧傳感，它是一種技術(shù)先進(jìn)，工作穩(wěn)定可靠的傳感器，被廣泛運(yùn)用到各種消防報(bào)警系統(tǒng)中，性能遠(yuǎn)優(yōu)于氣敏電阻類(lèi)的火災(zāi)報(bào)警器。
它在內(nèi)外電離室里面有放射源镅241，電離產(chǎn)生的正、負(fù)離子，在電場(chǎng)的作用下各自向正負(fù)電極移動(dòng)。在正常的情況下，內(nèi)外電離室的電流、電壓都是穩(wěn)定的。一旦有煙霧竄逃外電離室。干擾了帶電粒子的正常運(yùn)動(dòng)，電流，電壓就會(huì)有所改變，破壞了內(nèi)外電離室之間的平衡，于是無(wú)線發(fā)射器發(fā)出無(wú)線報(bào)警信號(hào)，通知遠(yuǎn)方的接收主機(jī)，將報(bào)警信息傳遞出去。
1. 實(shí)現(xiàn)對(duì)煙霧的檢測(cè)，空氣正常時(shí)顯示綠燈；有煙霧時(shí)亮紅燈，并實(shí)現(xiàn)蜂鳴器報(bào)警。
2. USB 5V輸出供電，另一路DC (7V-24V) 輸入，5V輸出供電。
1.DC供電
在這里選擇的DC12V供電，查看了參考資料，78M05輸入電壓7V-24V，輸出5V 0.5A。輸入輸出電壓相差不得小于2V，一般在5V左右。C8選用電解電容用于儲(chǔ)能和過(guò)濾低頻。C9 C10用于過(guò)濾高頻信號(hào)。
2.空氣傳感器
空氣傳感器2腳5腳為加熱電壓為傳感器提供特定的溫度。1.3和4.6腳為測(cè)試電壓，將傳感器內(nèi)部電導(dǎo)變化通過(guò)負(fù)載RL輸出電壓變化。主要是根據(jù)內(nèi)部電導(dǎo)率感應(yīng)煙霧濃度而產(chǎn)生不同的電阻值，與電阻RL分壓。濃度越高，RL分壓越大，從而與濃度設(shè)定值進(jìn)行比較。在此可以通過(guò)紅燈綠燈分別亮?xí)r，測(cè)試RL的電壓值，從而可以設(shè)置不同的煙霧濃度參考點(diǎn)。
3. 比較電路
R4與R5將5V進(jìn)行分壓，產(chǎn)生3V參考電壓與采樣到的不同濃度的電壓值進(jìn)行比較。R4 R5選擇幾十K與整個(gè)設(shè)計(jì)的功耗有關(guān)，這一路流過(guò)的電流0.1mA已足夠小了。Lm339比較器是OC輸出，需要接上拉電阻。當(dāng)采樣電壓5腳電壓高于參考電壓4腳，則比較器輸出高電平，紅色LED被點(diǎn)亮，LED壓降在2-3V,此時(shí)流過(guò)紅色發(fā)光二極管的電流為0.75mA左右。另一路中三極管Q2飽和導(dǎo)通，綠色發(fā)光二極管被短路。2K電阻R15已被反復(fù)提到過(guò)，用于基極下拉，和管子內(nèi)部極間電容快速放電，使管子迅速截止，同時(shí)提高基極門(mén)限電壓必須大于1.4V。當(dāng)比較器輸出高電平時(shí)，Ib=（5-0.7）V/3K=1.43mA，三極管完全導(dǎo)通。當(dāng)比較器輸出低電平時(shí)，紅色發(fā)光二極管截止，三極管截止，綠色發(fā)光二極管流過(guò)電流I=（5-2）V/2K=1.5mA，被點(diǎn)亮。
4. 三角波的產(chǎn)生
當(dāng)Va輸出高電平時(shí)，此時(shí)LM339的7腳高于6腳，VA通過(guò)R11 R10 對(duì)C7充電，此時(shí)門(mén)限電壓為Vh1=Va*20/【（10+10）//20+20】=3.33V
隨著C7的充電，LM339的6腳電壓逐漸升高，當(dāng)達(dá)到3.33V時(shí)，比較器輸出低電平。電容通過(guò)R10對(duì)地放電。此時(shí)門(mén)限電壓為Va*(20//10)/[20+（20//10）]=1.25V
當(dāng)6腳電壓達(dá)到1.25V時(shí)，比較器輸出高電平，如此循環(huán)形成三角波。此圖根據(jù)R10 R11的數(shù)值充放電斜率基本相當(dāng)。
5. PWM的產(chǎn)生
三角波進(jìn)入LM339的9腳，與8腳的2V基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，此比較器是單電源供電，為低時(shí)即是0V，上圖為產(chǎn)生的PWM波。調(diào)整基準(zhǔn)電壓即可脈沖寬度，使蜂鳴器長(zhǎng)鳴或短鳴。
6. 蜂鳴器工作
蜂鳴器分為有源和無(wú)源蜂鳴器，此設(shè)計(jì)為有源蜂鳴器，只要加5V直流電壓,Q3就能完全導(dǎo)通，三極管集電極為0.3V，此時(shí)蜂鳴器就可以叫了。
7. 下圖展示一下成果
煙霧報(bào)警器是由兩部分組成：一是用于檢測(cè)煙霧的感應(yīng)傳感器，二是聲音非常響亮的電子揚(yáng)聲器，一旦發(fā)生危險(xiǎn)可以及時(shí)警醒人們。煙霧報(bào)警器利用放射源镅電離產(chǎn)生的正、負(fù)離子，在電場(chǎng)的作用下各自向正負(fù)電極移動(dòng)。在正常的情況下，內(nèi)外電離室的電流、電壓都是穩(wěn)定的。一旦有煙霧竄逃外電離室。干擾了帶電粒子的正常運(yùn)動(dòng)，電流，電壓就會(huì)有所改變，破壞了內(nèi)外電離室之間的平衡，于是無(wú)線發(fā)射器發(fā)出無(wú)線報(bào)警信號(hào)，通知遠(yuǎn)方的接收主機(jī)，將報(bào)警信息傳遞出去。
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