燃氣電子監測裝置的製作方法

2023-05-25 23:22:41

專利名稱：燃氣電子監測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於一種靠出現煙或氣作用的報警器，特別涉及一種燃氣電子監測裝置，可用於天然氣、煤氣、液化石油氣、汽油、一氧化碳、氫氣、烷類、醇類、醚類、苯類等揮發性氣體進行監測，並可用於紙張、木材、棉布、橡膠製品、毛製品、塑料製品、油脂等燃燒形成前煙霧的報警，還可用於公共場合空氣汙染的監測等。
天然氣、煤氣、液化石油氣等可燃氣體，正以其方便、清潔、無汙染等獨特優勢進入千家萬戶，取代蜂窩煤、薪炭等一日三餐的必備燃料，但是，常常因為使用不當，中途熄火，管路洩漏等而引起火災、爆炸、窒息等事故，給國家和人民生命財產造成巨大損失。中國專利90204979.8公開了一種家用燃氣洩漏報警裝置，主要由氣敏元件、電子元件和揚聲器組成，遇燃氣時，氣敏元件發出報警信號，由電子元件放大並振蕩報警電路，使揚聲器發聲；在該實用新型專利中，由於在氣一電轉換電路輸出端與觸發集成電路IC2之間插入有延時電路，使裝置對可燃氣體的靈敏度降低，反映遲頓，當可調電阻W調到零時，報警器就失去了工作能力，同時易損壞探頭測量電極，此外，還存在使用中停電誤報警等不足。
本實用新型的目的是提供一種在初通電和使用中途停電不會誤報、對可燃氣體的反應速度快、靈敏度高、工作穩定可靠的燃氣電子監測裝裝置。
本實用新型是這樣實現的一種燃氣電子監測裝置，包括電源、與電源聯接並含有氣敏元件的氣－電轉換電路、與氣－電轉換電路聯接的信號檢出及靈敏度調節電路、與信號檢出及靈敏度調節電路相聯接的電子觸發振蕩電路、與電子觸發振蕩電路相聯接的機內報警電路，其特徵之處在於所述的氣－電轉換電路，由一個氣敏元件QM，一個二極體D1，一個電阻R2和一個電容C11組成；二極體D1陽極接電源正極、陰極接氣敏元件QM測量電極，用於進一步穩定氣敏元件QM的工作電壓；電阻R2一端接地、另一端接氣敏元件QM加熱電極，用於限制加熱電極冷態浪湧電流保護加熱電極；電容C11正端接氣敏元件QM測量電極輸出端A、另一端接地，用於濾除雜散幹擾和氣敏元件內部漏電幹擾；所述的信號檢出及靈敏度調節電路由一個可變電阻W和一個二極體D2組成，可變電阻W一端接氣敏元件QM測量電極輸出端A、另一端接二極體D2陽極、動臂接集成塊IC3的MR端，用於檢出氣敏元件QM氣－電轉換信號，同時進行靈敏度調整；二極體D2陽極接可變電阻W、陰極接地，利用正向壓降0.7V的特性保證集成塊IC3最低靈敏度時的輸入基本電壓，用於保證可變電阻W動臂調到最低端時監測器仍能正常工作；所述的電子觸發振蕩電路由一個集成塊IC3，二個電阻R3、R4，二個電容C4、C5組成，由集成塊IC3的VC、S、R、Q′端與C5、R4、C4、R3組成自激多諧振蕩器，並由IC3的Q端輸出機內報警信號和防護控制電路觸發信號；這部分電路工作與否受控於兩處一是MR端的電壓高低，這個電壓由氣敏元件是否接觸到可燃氣體而變化，二是由IC4、C8、C10、R5組成的氣敏元件QM初始特性補償電路控制，只有當探頭接觸到可燃氣體和初始特性補償時間足夠這兩個條件時才能工作；所述的機內報警電路由一個電容C6和揚聲器y組成，電容C6一端接在集成塊IC3的Q端、另一端接揚聲器y，揚聲器另一端接地，當IC3工作時，揚聲器發聲1000Hz報警；本實用新型還包括一個與電源和電子觸發振蕩電路相聯接的初始特性補償電路，由集成塊IC4、二個電容C8、C110和電阻R5組成；由集成塊IC4的R、S端和MR、Vcc端與電容C8、電阻R5組成延時電路，並在輸出端Q接電容C10進一步濾除電源幹擾，這個電路必須從通電時起延遲3～5分鐘才能在其Q端輸出直流電壓向集成塊IC3供電，用以補償氣敏元件QM的初始特性；集成塊IC4的Vcc、MR端接電源正極、Q端接集成塊IC3的Vcc端和電容C10的正端，電容C10另一端接地；一個與電源和電子觸發振蕩電路相聯接的防護裝置控制電路，由一個雙向可控矽BCR，二個電容C7、C9，一個電阻R6以及二個外接端B1、B2組成；雙向可控矽BCR控制極G通過電容C7和集成塊IC3的Q端相連，電容C9及電阻R6相互串聯後並聯於雙向可控矽BCR的T1、T2兩端，T1端接地，T2端接外接端B1，外接端B2接交流電源火線；受控防護電器(如電扇、抽油煙機、電磁體等)的電源輸入端與外接端B2、B1相連接，當機內報警時的振蕩信號通過電容C7到雙向可控矽BCR的觸發端G極使BCR導通，受控電器通電工作。電容C9、電阻R6用於保護雙向可控矽BCR。
本實用新型具有下列特點(1)在氣－電轉換電路輸出端與觸發集成塊IC3的MR端之間沒有插入其它電路，因此，對可燃氣的監測靈敏度高，反應速度快；(2)在電源與觸發集成塊IC3的Vcc端之間，插入初始特性補償電路，既補償了初始特性，又不影響監測的靈敏度和反應速度；補償時間可根據氣敏元件任意調整，同時不影響氣敏元件工作條件；使初通電或使用中停電都不會誤報警，有利於生產時按標準要求調好靈敏度，使用更簡便；(3)在氣敏元件與可變電阻W之後串入二極體D2，使可變電阻W動臂調到最小端，都能保證IC3的MR端有0.7V基本電壓，保證裝置正常工作；(4)防護裝置控制電路，用交流信號觸發雙向可控矽輸出電壓無直流成分，更有利於控制排風扇、電磁閥、抽油煙機等電感性負載；採用可控矽，無觸點，通斷時無火花產生，避免當燃氣達到一定濃度時，啟動防護裝置產生電火花，引起燃燒、爆炸等意外；(5)可以設置靈敏度檢調窗口，用戶可根據產品說明書自己進行靈敏度檢調，使之工作於最佳狀態；(6)結構簡單、體積小、成本低。


圖1是本實用新型電路結構框圖；圖2是本實用新型電路結構圖。
以下結合附圖通過實施例對本實用新型進一步說明。
一種燃氣電子監測裝置，包括由變壓器B、二極體D3～D5、電容C1～C3、電阻R1、三端穩壓集成電路IC1、IC2組成的電源，由氣敏元件QM、二極體D1、電容C11、電阻R2組成的氣－電轉換電路，由可變電阻W、二極體D2組成的信號檢出及靈敏度調節電路，由集成塊IC3、電阻R3、R4、電容C4、C5組成的電子觸發振蕩電路，由電容C6、揚聲器y組成的機內報警電路，由雙向可控矽BCR、電容C7、C9，電阻R6、外接端B1、B2組成的防護控制電路，由集成塊IC4、電容C8、C10、電阻R5組成的初始特性補償電路；電路裝在一印製版上，配以尺寸為105×75×50的塑料外殼，面板上部有銘牌，中部左邊設有電源指示D3，右邊設有靈敏度調節窗口，下部有揚聲器放音窗，右下邊設有可燃氣體檢測窗等。
使用時，220V50Hz市電電源經變壓器B降壓變成9V低壓電，經二極體D4(1A／100V)、D5(1A／100V)整流，電容C1(1000μf／16V)濾波，由電阻R1(2K)、發光二極體D3(LED)組成電源指示，通過濾波後的低壓直流電經三端穩壓集成電路IC1(型號7809)進一步穩壓後，一路經集成電路IC4(型號NE555)、電容C8(100μf)、電阻R5(1M)延時後，供給集成塊IC3(型號NE555)的Vcc端作工作電源，一路經二極體D1(2CP10)供給氣敏元件測量電極的工作電源，另一路再經集成塊IC2(型號7805)、電容C2(100μf)、C3(0.1μf)進一步穩壓、濾波，經電阻R2(10Ω)限流後供給氣敏元件加熱電極作加熱電源，氣敏元件必須具備這兩個電源供給的能量，才能進行氣－電轉換。
由氣敏元件QM、內阻與可變電阻W(4.7K)、二極體D2(2Cp10)組成分壓器，並以可變電阻W動臂輸出直流電壓信號，改變動臂位置可改變靈敏度。氣－電轉換方式是氣敏元件內阻的變化，使可變電阻W動臂電位發生變化，而可變電阻W的動臂又與集成塊IC3的MR端相接，動臂的電位變化就會直接影響IC3是否起振，當氣敏元件QM監測到一定濃度的可燃氣時，內阻迅速下降，W的動臂電壓就會隨內阻下降而上升，由於W動臂與IC3的MR端相連，動臂電壓就是MR端電壓，當這一電壓上升到觸發振蕩集成電路IC3的1／3電源電壓時，由IC3、電阻R3(10K)、R4(100K)，電容C4(4700pf)、C5(0.01μf)組成的自激多諧振蕩器具備了工作條件而起振，由Q端輸出約1KC(1000周)的音頻信號，一路經電容C6(22μf／16)、揚聲器y報警，一路經電容C7(22μf)給雙向可控矽BCR的G極一個觸發信號電壓，使雙向可控矽BCR導通，使接在輸出端B1的如排風扇、電磁閥等受控防護電器開始工作，實現自動防護，由電容C9(0.1μf／400V)、電阻R6(100Ω)組成阻容吸收回路保護雙向可控矽BCR。當氣敏元件QM在潔淨的空氣中，氣敏元件QM內阻較高約50KΩ，可變電阻W的動臂電壓低於觸發振蕩集成電路IC3的1／3電源電壓，即1／3Vcc，(W動臂直接與MR相連接)，振蕩電路停振，揚聲器y無聲，雙向可控矽BCR截止，裝置處於監測狀態。
由集成塊IC4(NE555)、電容C8(100μf)、電阻R5(1M)組成的初始特性補償電路，一端與電源聯接，另一端(Q端)與IC3的電源端聯接，用以控制觸發振蕩集成電路IC3的工作電源。由氣敏元件初始特性知不管有無可燃氣體，氣敏元件剛通電的1～3分鐘，內阻都要下降，然後在潔淨的空氣中緩慢回升，經過1～3分鐘，才能回升到正常工作狀態。使用初始特性補償電路後，設定的延遲時間未到，IC3由於沒有工作電源而不能工作，無論氣敏元件內阻如何，MR端的電壓高低，裝置都不能工作。當設定延遲時間到了時，裝置就只受氣敏元件內阻變化引起的MR端電壓變化的控制。
權利要求1.一種燃氣電子監測裝置，包括電源、與電源聯接並含有氣敏元件的氣一電轉換電路、與氣一電轉換電路聯接的信號檢出及靈敏度調節電路、與信號檢出及靈敏度調節電路相聯接的電子觸發振蕩電路、與電子觸發振蕩電路相聯接的機內報警電路，其特徵在於所述的氣-電轉換電路由一個氣敏元件(QM)、一個二極體(D1)、一個電阻(R2)和一個電容(C11)組成，二極體(D1)陽極接電源正極、陰極接氣敏元件(QM)測量電極，電阻(R2)一端接地、另一端接氣敏元件(QM)加熱電極，電容(C11)正端接氣敏元件(QM)測量電極輸出端(A)另一端接地；所述的信號檢出及靈敏度調節電路由一個可變電阻(W)和一個二極體(D2)組成，可變電阻W一端接氣敏元件(QM)測量電極輸出端(A)、另一端接二極體(D2)陽極、動臂接集成塊(IC3)的MR端，二極體(D2)陽極接可變電阻(W)、陰極接地；所述的電子觸發振蕩電路由一個集成塊(IC3)，二個電阻(R3)、(R4)，二個電容(C4、C5)組成，由集成塊(IC3)的(Vc、S、R、Q＇)端與(C5、R4、C4、R3)組成自激多諧振蕩器，並由(IC3)的Q端輸出機內報警信號和防護裝置控制電路觸發信號；所述的機內報警電路由一個電容(C6)和揚聲器(y)組成，電容(C6)一端接集成塊(IC3)的Q端、另一端接揚聲器(y)，揚聲器(y)的另一端接地；還包括一個與電源和電子觸發振蕩電路相聯接的初始特性補償電路，由集成塊(IC4)、二個電容(C8、C10)和一個電阻(R5)組成，由集成塊(IC4)的R、S端和MR、Vcc端與電容(C8)、電阻(R5)組成延時電路，集成塊(IC4)的Vcc、MR端接電源正極、Q端接集成塊IC3的Vcc端和電容(C10)的正端，電容(C10)另一端接地；一個與電源和電子觸發振蕩電路相聯接的防護裝置控制電路，由一個雙向可控矽(BCR)，二個電容(C7、C9)，一個電阻(R6)以及二個外接端(B1、B2)組成，雙向可控矽(BCR)控制極通過電容(C7)和集成塊(IC3)的Q端相連，電容(C9)及電阻(R6)相互串聯後並聯於雙向可控矽(BCR)的(T1、T2)兩端，T1端接地，T2端接外接端B1，外接端B2接交流電源火線。
專利摘要一種燃氣電子監測裝置，由電源、氣-電轉換、靈敏度調節、觸發振蕩、機內報警信號、防護控制、初始特性補償等電路組成。本實用新型具有靈敏度高、反應速度快、初通電或使用中停電都不會誤報警、結構簡單等特點，適用於可燃氣監測、火災初起的煙霧報警、公共場合的空氣汙染監測。
文檔編號G08B21/00GK2103836SQ9121489
公開日1992年5月6日 申請日期1991年8月26日 優先權日1991年8月26日
發明者張德益 申請人:張德益