可燃气体超标报警器.doc

苏州经贸职业技术学院
毕业论文
? ?课题名称 ??可燃气体超标报警器设计
?
届 别 2010届
系 别 机电系
专??? 业 ??微电子???
班??? 级 ? 微电0731?
学生姓名 于少游
学??? 号 ?0701093134?
指导教师 ??吴振磊??
2010-01
目录
摘要: 1
前言 2
第一章 protell 99se以及可燃气体报警器的介绍 3
1.1 protell 99SE介绍 3
1.2可燃气体报警器的介绍 3
1.2.1 可燃气体报警器的分类 3
1.2.2可燃气体报警器的现状和发展 4
1.2.3可燃气体报警器的校准和注意事项 4
第二章 可燃气体超标报警器的方案设计 5
2.1设计思路 5
2.2 单元电路的功能 6
2.3原理框图 6
第三章 设计步骤 7
3.1降压整流及稳压电路 7
3.1.1整流电路 7
3.2气敏传感器及比较电路 9
3.2.1 QM-N5型气敏元件 9
3.2.2 比较器LM393 10
3.3振荡音响电路 12
3.4电路仿真 14
3.5印制电路板设计 15
第四章 总结可燃气体超标报警器的组成及工作原理 16
4.1 电路组成 16
4.2 工作原理 16
4.3 可燃气体超标报警器总图 17
总结 17
谢辞 18
参考文献 18
摘要:
家庭使用液化气、燃气等可燃气体作燃料的越来越多,但是这些气体有害、易爆炸,隐患事故多,如气体泄漏时不能及时发现和处理,会给家庭及邻居带来灾难性危害。本次设计内容包括可燃气体报警电路的结构及其工作原理。此报警电路以气敏半导体传感器为主要组成部分,气敏半导体传感器检测到可燃气体时通过电导率的改变来控制多谐振荡器及正反馈振荡器间歇工作,通过报警电路从而达到报警的目的。这种报警器设计简单,成本低,适用于一般家庭。用protell 99se进行画图,设计,还可以进行电路的仿真和制版,这样节省时间,还没什么损耗,给我们广阔的想像空间进行创新。让我们对传感器,比较器,振荡器等有更深的了解。也许这个设计并没有太大的新意,但对我们今后电路学习和设计将大有裨益。
关键词:
可燃气体;报警;半导体传感器;超标;比较器;振荡器。

前言
随着石油化工行业的发展,易燃、易爆气体的种类和使用范围都随之增加。这些气体在使用过程中一旦发生泄漏,与空气混合后将会引发火灾。由于气体本身存在的扩散性,发生泄漏之后,在外部风力作用下,可燃气体会沿地表面迅速扩散,扩大危害区域。一旦发生可燃气体泄漏事故,及时可靠地探测空气中可燃气体的含量,及时采取有效措施进行补救,采取正确的处置方法,减少泄漏引发的事故,是避免造成重大财产和人员伤亡的必要条件。由于燃气泄漏所引发的爆炸、中毒和火灾事故也时有发生,这在某种程度上增加了城市的不安全和不稳定因素。为了使燃气更好地造福于民,造福于社会,减少并杜绝各种因燃气泄漏而引发的爆炸及火灾事故,各燃气使用单位及居民用户选择一种适合的燃气报警器实为必要之举。
本次设计的题目是家用可燃气体超标报警器,主要应用于家庭中。本设计应用的主要器件是气敏半导体传感器,该传感器的灵敏度高,因此可以检测可燃气体的微量泄漏。
该报警器是由电源电路、传感器电路、压控振荡器电路及报警电路等组成。传感器通过电导率及电阻值的改变,影响电路输出的电平高低,输出的电平控制多谐振荡器的工作,随多谐振荡器的工作,正反馈振荡器同时间歇工作,发出报警声,发光二极管闪烁,达到报警的目的。
Protel99SE是Protel公司近10年来致力于Windows平台开发的最新结晶,能实现从电学概念设计到输出物理生产数据,以及这之间的所有分析、验证和设计数据管理。因而今天的Protel最新产品已不是单纯的PCB(印制电路板)设计工具,而是一个系统工具,覆盖了以PCB为核心的整个物理设计。 最新版本的Protel软件可以毫无障碍地读Orcad、Pads、Accel(PCAD)等知名EDA公司设计文件,以便用户顺利过渡到新的EDA平台。
随着计算机技术的飞速发展,集成电路被广泛应用,电路越来越复杂,集成度越来越高,加之新型元件层出不穷,使得越来越多的工作已经无法用手工来完成,因此计算机辅助电路板设计已经成为电路板设计制作的必然趋势。

第一章 protell 99se以及可燃气体报警器的介绍
1.1 protell 99SE介绍
Protel99 SE共分5个模块,分别是原理图设计、PCB设计(包含信号完整性分析)、自动布线器、原理图混合信号仿真、PLD设计。 以下介绍一些Protel99SE的部分最新功能:
1可生成30多种格式的电气连接网络表;
2强大的全局编辑功能;
3在原理图中选择一级器件,PCB中同样的器件也将被选中;同时运行原理图和PCB,在打开的原理图和PCB图间允许双向交叉查找元器件、引脚、网络;既可以进行正向注释元器件标号(由原理图到PCB),也可以进行反向注释(由PCB到原理图),以保持电气原理图和PCB在设计上的一致性满足国际化设计要求(包括国标标题栏输出,GB4728国标库); * 方便易用的数模混合仿真(兼容SPICE 3f5);
支持用CUPL语言和原理图设计PLD,生成标准的JED下载文件; * PCB可设计32个信号层,16个电源-地层和16个机加工层;
强大的“规则驱动”设计环境,符合在线的和批处理的设计规则检查;智能覆铜功能,覆铀可以自动重铺;提供大量的工业化标准电路板做为设计模版; 放置汉字功能; 可以输入和输出DXF、DWG格式文件,实现和AutoCAD等软件的数据交换;智能封装导航(对于建立复杂的PGA、BGA封装很有用); 方便的打印预览功能,不用修改PCB文件就可以直接控制打印结果; 独特的3D显示可以在制板之前看到装配事物的效果; 强大的CAM处理使您轻松实现输出光绘文件、材料清单、钻孔文件、贴片机文件、测试点报告等; 经过充分验证的传输线特性和仿真精确计算的算法,信号完整性分析直接从PCB启动; 反射和串扰仿真的波形显示结果与便利的测量工具相结合; 专家导航帮您解决信号完整性问题。
1.2可燃气体报警器的介绍
1.2.1 可燃气体报警器的分类
按照使用环境可以分为工业用气体报警器和家用燃气报警器,按自身形态可分为固定式可燃气体报警器和便携式可燃气体报警器。可燃气体报警器,主要用于检测空气中的可燃气体,常见的如氢气(H2)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)、乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6)、丁烯(C4H8)、乙炔(C2H2)、丙炔(C3H4)、丁炔(C4H6)、磷化氢等。
可燃气体报警器就是气体泄露检测报警仪器。当工业环境中可燃或有毒气体泄露时,当气体报警器检测到气体浓度达到爆炸或中毒报警器设置的临界点时,可燃气体报警器就会发出报警信号,以提醒工作采取安全措施,并驱动排风、切断、喷淋系统,防止发生爆炸、火灾、中毒事故,从而保障安全生产。
1.2.2可燃气体报警器的现状和发展
近年来,全国燃气行业发展迅猛,液化气、天然气、煤制气等城市燃气作为清洁能源已在工商业和城镇居民用户中得到广泛应用,特别是随着“西气东输”工程的快速进展,燃气行业发展潜力巨大。城市燃气的普及与应用无疑对改善城市的环境质量和提高居民的生活质量发挥了巨大的作用。但是随着燃气的广泛应用,由于燃气泄漏所引发的爆炸、中毒和火灾事故也时有发生,这在某种程度上增加了城市的不安全和不稳定因素。为了使燃气更好地造福于民,造福于社会,减少并杜绝各种因燃气泄漏而引发的爆炸及火灾