有害气体报警电路的设计
院（系）名称 信 息 工 程 学 院 专 业 班 级 09电信一班一组 学 号 090101069 学 生 姓 名 谭诚 指 导 教 师 肜瑶 2011年11月16日
摘要
有害气体报警电路有电源电路，气体检测电路，声光报警电路和气体抽排电路组成。当室内有害气体的体积数超过一定值时，气敏检测电路通过气敏传感器的控制，及时开启通风口同时发出报警信号，然后将有害气体的体积数降到某一值，避免了有害气体的引起的事故。
有害气体报警电路由降压整流与稳压电路、气敏元件、触发及报警音响电路等组成。降压整流与稳压电路由变压器、整流电路、集成稳压块等组成。
关键字：整流 稳压 传感器
一、实验目的
通过有害气体报警电路的设计、安装和调试，要求学会：
（1）选择变压器、整流二极管、传感器、电阻、电容、运算放大器、555定时器、继电器及集成稳压器来设计有害气体报警电路； （2）掌握有害气体报警电路的工作原理及测试方法
1、电路框图
2、设计说明
①直流电源部分：为系统各部分提供稳定、可靠的直流电。 ②信号采集及处理电路：由气敏传感器及附属电路组成。传感器将空气中的有害气体浓度变化转换为其本身阻值的变化，从而利于后
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面的电路处理。
③声光报警电路：在有害气体浓度超标时，电路产生相应的红色警告信号，同时驱动扬声器产生音频信号，提醒人们空气中的有害气体浓度已超出允许范围，应及时撤离现场；在空气洁净时，电路应以不同的灯光提示，表明安全。
④排气通风装置：在有害气体浓度超标时，设计对应的电路驱动通风装置（如排气扇）工作，以迅速降低有害气体浓度。 二、理论基础 1、电路原理设计：
..214C11000UFC20.33UF22C4100UFC30.1UFC50.1UFHQ5R151LM1458R33K4R42KGNDTRIGCVoltJ1. D0VD1-VD4 2
13841VinGNDVout31VinGNDVout3U43163KU3A312762DISVCCR2U17812U27805R28U5R52KD3Q3D2132D6132454J2512THR4NE555CY15LEDJIDIANQID4R7R6D1LEDC60.1UF100K10K2、直流电源
直流电源由电源变压器、桥式整流电路、滤波器、稳压电路等四个组成部分组成。
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本系统所需的是12V和5V的直流电，因此要利用变压器将220V
的市电先降至合适的交流电压（本电路需先降至15V交流电压），然后再将变压器次级输出电压去整流、滤波和稳压，最后得到所需要的直流电压幅值。
桥式整流电路将正负交替的正弦交流电压整流成为单向脉动电压。
滤波电路由电容元件组成。它的作用是尽可能地将单向脉动电压中交流成分滤掉，使输出电压成为比较平滑的直流电压。 稳压电路的作用是采取某些措施，使输出的直流电压在电网电压或负载电流发生变化时保持稳定。电源稳压常采用三端集成稳压器，本设计可以采用三端集成稳压器W7812和W7805，它具有体积小、可靠性高以及温度特性好等优点，而且使用灵活、价格低廉，只有三个引出端子，分别接输入端、输出端和公共端，基本上不需外接元件，而且内部有限流保护、过热保护和过压保护电路，使用方便、安全。
W7812电路内部实际上包括了串联型直流稳压电路的各个组成部分，另外加上保护电路和启动电路。
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3、 信号采集及处理电路
信号采集电路包括气体检测电路及对传感器输出信号的处理电路。气体检测电路需要用气体传感器，将被检测对象中含的气体的浓度变为传感器的电信号输出，以利于后面的信号处理电路进行处理。
气敏传感器
按构成气敏元件的材料划分为半导体和非半导体气敏元件两大
类，而半导体型又分为电阻型和非电阻型两类。电阻型半导体气敏元件是用氧化锡、氧化锌等金属氧化物材料制作而成，利用其阻值的变化来检测气体的浓度。非电阻式半导体气敏元件是根据气体的吸附和反应，使其某些有关特性变化对气体进行直接或间接检测。
主要物理特性 类型 气敏元件 检测气体 电 阻 型 电阻 表面控制型 SnO2、ZnO等的烧结体、薄膜、厚膜 可燃性气体 体控制型 La1-xSrCoO3、酒精、可燃性T-Fe2O3、氧化钛 气体、氧气 非 电 阻 型 二极管整 流特性 表面控制型 铂-硫化镉、铂-氧化钛（金属-半导体结型二极管） 氢气、一氧化碳、酒精 晶体管特性 铂栅、钯栅M0s场效应管 氢气、硫化氢 电阻型半导体气敏元件的工作原理：
电阻型半导体气敏传感器是利用待测气体与半导体（主要是金属氧化物）表面接触时的电导率等物性的变化来检测气体。电阻型半导体气敏器件被加热到稳定状态下，当气体接触器件表面而被吸附时，
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