CN107067663A - 一种煤气泄露监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种煤气泄露监控系统，属于煤气监控领域，包括火焰传感器电路、CO传感器电路、烟雾传感器电路、控制器电路、抽风机、气体阀门、显示电路和报警电路。火焰传感器电路、CO传感器电路和烟雾传感器电路的输出端与控制器电路连接。抽风机、气体阀门的输入端与控制器电路连接。显示电路和报警电路的输入端与控制器电路连接。本系统采用分段插值法对系统测量值和目标值进行标定的。将实际可燃气体浓度送液晶LCD1602显示屏显示CO浓度值，当有可燃气体浓度超出设定的限定值时，则通过单片机I/O接口输出，输出信号驱动相应的驱动电路，单片机STM32将驱动蜂鸣器报警，并且通过抽风及关阀门两大功能来控制室内的一氧化碳浓度，以便达到正常状态。

Description

一种煤气泄露监控系统

技术领域

本发明涉及煤气监控领域，具体的来说是涉及一种煤气泄露监控系统。

背景技术

随着我国改革开放的不断深入，工业化的发展，人类的生活水平在不断地提高。然而工作环境的污染却不断地在增加。我们的生活环境中存在着各种各样的有毒有害，易燃易爆气体，从家用液化石油气、城市煤气以及天然气到工业生产过程中产生的气体、交通工具中排放的各种气体都在不断地污染环境，影响人类的生存。这些气体气体在带给人们能源、生产生活提供方便的同时，但是它们本身是有毒、易燃的化学物品，也给燃气燃具用户深深埋下了火灾、中毒、爆炸的隐患。由于人们感官缺乏对各种可燃气体的感知，特别是对可燃气体浓度的判断能力是有限的，因而研制出能够感知并判别气体的种类和测量气体浓度的仪器就变得尤为必要。

2016年上半年我国燃气事故频发，伤亡损失惨重。据不完全统计，今年上半年，燃气爆炸事故高达380余起，同比增长36.4％。共计造成450余人受伤30余人死亡。其中居民用户燃气爆炸事故发生率为65％，饭店、商户发生率为24％。我们就是顺应市场的需求，保护用气人的家庭安全。针对这种情况专门研发这样的一款报警器，进一步降低燃气事故的发生，提高用气用户的安全性。煤气泄漏报警器广泛应用在城市安防、小区、工厂、公司、学校、家庭、别墅、仓库、资源、石油、化工、燃气输配等众多领域。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种煤气泄露监控系统。

本发明通过以下技术方案解决上述问题：

一种煤气泄露监控系统，包括火焰传感器电路、CO传感器电路、烟雾传感器电路、控制器电路、抽风机、气体阀门、显示电路和报警电路；

所述火焰传感器电路、CO传感器电路和烟雾传感器电路的输出端与控制器电路连接；所述抽风机、气体阀门的输入端与控制器电路连接；所述显示电路和报警电路的输入端与控制器电路连接。

本发明还进一步包括预留端口电路，所述预留端口电路与控制器电路连接；所述预留端口电路为I/O口电路。

上述方案中，优选的是火焰传感器电路包括电压比较器、LED1、LED2、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6和电容C1、C2；所述LED1和LED2的输入端均接电源，所述LED1输出端与电阻R3连接；所述LED2的输出端与电阻R4连接；所述LED2输入端经电阻R6与电压比较器的输入端连接；所述电压比较器使用型号为LM393的芯片。

上述方案中，优选的是烟雾传感器电路包括气敏传感器、放大器和LED，所述气敏传感器的输出端与放大器连接；LED输出端与放大器输出端连接；所述气敏传感器使用型号为QM-N10的气敏传感器。

上述方案中，优选的是显示电路使用LCD1602显示屏。

上述方案中，优选的是抽风机包括抽风叶、直流电机和电机驱动电路；所述抽风叶与直流电机的转轴连接；所述电机驱动电路的输入端与控制器电路连接；所述电机驱动电路的输出端与直流电机连接。

上述方案中，优选的是控制器电路使用型号为STM32F103ZE的处理芯片。

本发明的优点与效果是：

本发明将可燃气体浓度送液晶LCD1602显示屏显示CO浓度值，当有可燃气体浓度超出设定的限定值时，则通过单片机I/O接口输出；输出信号驱动相应的驱动电路,单片机STM32将驱动蜂鸣器实现报警功能，并且通过抽风及关阀门两大功能来控制室内的一氧化碳浓度，以便达到正常状态。

附图说明

图1为本发明的结构框图；

图2为本发明的火焰传感器电路原理图；

图3为本发明的烟雾传感器电路原理图；

图4为本发明的显示电路接口原理图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

一种煤气泄露监控系统，如图1所示，包括火焰传感器电路、CO传感器电路、烟雾传感器电路、控制器电路、抽风机、气体阀门、显示电路、报警电路和预留端口电路。所述预留端口电路与控制器电路连接；所述预留端口电路为I/O口电路。所述预留端口电路与无线模块或其他扩展电路连接。

所述火焰传感器电路、CO传感器电路和烟雾传感器电路的输出端与控制器电路连接。如图2、3所示，火焰传感器电路包括电压比较器、LED1、LED2、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6和电容C1、C2；所述LED1和LED2的输入端均接电源，所述LED1输出端与电阻R3连接；所述LED2的输出端与电阻R4连接；所述LED2输入端经电阻R6与电压比较器的输入端连接；所述电压比较器使用型号为LM393的芯片。火焰传感器电路检测到火焰则LED2亮返回一个高电平，无则产生低电平。结合现有程序调控，可以检测环境中是否有火焰。烟雾传感器电路包括气敏传感器、放大器和LED，所述气敏传感器的输出端与放大器连接；LED输出端与放大器输出端连接；所述气敏传感器使用型号为QM-N10的气敏传感器。

所述抽风机、气体阀门的输入端与控制器电路连接。抽风机包括抽风叶、直流电机和电机驱动电路；所述抽风叶与直流电机的转轴连接；所述电机驱动电路的输入端与控制器电路连接；所述电机驱动电路的输出端与直流电机连接。直流电机由控制器电路发出PWM信号进行控制。气体阀门包括步进电机和阀门，步进电机控制阀门关闭或开启。

所述显示电路和报警电路的输入端与控制器电路连接。如图4所示，显示电路使用LCD1602显示屏。控制器电路使用型号为STM32F103ZE的处理芯片。STM32开发板是以意法半导体(ST)公司推出的基于ARM Cortex-M3系列最高配置芯片STM32F103ZE为核心组成。STM32对传感器检测到的信号进行A/D转换、线性化处理后，将检测值与报警限设定值相比较，判断是否报警。同时送入显示器显示通道及相应的数字量。主程序还包括状态指示灯及按键功能，中断子程序等，使报警器功能更加完善。

本系统的工作指标：

应用范围：工业生产和人民生活中的CO检测；

检测对象：CO及他们的混合气体；

检测范围：CO:0～1000ppm；

检测精度：CO优于20ppm；

报警浓度：100ppm～300ppm

响应时间：≤30ms；

电池电压：+12V；

工作温度范围：-20～+70℃；

工作湿度范围：10～95％RH。

工作原理：

火焰传感器检测周围环境是否有火焰产生，再采集燃气浓度再经A/D转换芯片将传感器送来的模拟量转化成数字量送给单片机STM32进行数据处理，将电压信号转化成为对应的浓度值检测环境中一氧化碳的浓度。将实际可燃气体浓度送给LCD1602显示屏显示当前的一氧化碳气体浓度值，当有可燃气体浓度超出设定的限定值时，监测到的信息传输到单片机，单片机首先控制步进电机关闭阀门，同时打开风扇进行对一氧化碳进行清除再经单片机处理后发出指令立即发出报警声。

以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可以作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请的范围内。

Claims (7)

1.一种煤气泄露监控系统，其特征在于：包括火焰传感器电路、CO传感器电路、烟雾传感器电路、控制器电路、抽风机、气体阀门、显示电路和报警电路；

所述火焰传感器电路、CO传感器电路和烟雾传感器电路的输出端与控制器电路连接；所述抽风机、气体阀门的输入端与控制器电路连接；所述显示电路和报警电路的输入端与控制器电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种煤气泄露监控系统，其特征在于：还包括预留端口电路，所述预留端口电路与控制器电路连接；所述预留端口电路为I/O口电路。

3.根据权利要求1所述的一种煤气泄露监控系统，其特征在于：所述火焰传感器电路包括电压比较器、LED1、LED2、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6和电容C1、C2；所述LED1和LED2的输入端均接电源，所述LED1输出端与电阻R3连接；所述LED2的输出端与电阻R4连接；所述LED2输入端经电阻R6与电压比较器的输入端连接；所述电压比较器使用型号为LM393的芯片。

4.根据权利要求1所述的一种煤气泄露监控系统，其特征在于：所述烟雾传感器电路包括气敏传感器、放大器和LED，所述气敏传感器的输出端与放大器连接；LED输出端与放大器输出端连接；所述气敏传感器使用型号为QM-N10的气敏传感器。

5.根据权利要求1所述的一种煤气泄露监控系统，其特征在于：所述显示电路使用LCD1602显示屏。

6.根据权利要求1所述的一种煤气泄露监控系统，其特征在于：所述抽风机包括抽风叶、直流电机和电机驱动电路；所述抽风叶与直流电机的转轴连接；所述电机驱动电路的输入端与控制器电路连接；所述电机驱动电路的输出端与直流电机连接。

7.根据权利要求1所述的一种煤气泄露监控系统，其特征在于：所述控制器电路使用型号为STM32F103ZE的处理芯片。