CN201629027U

CN201629027U - 一种家用燃气泄漏报警及处理装置

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Publication number: CN201629027U
Application number: CN2010201048378U
Authority: CN
Inventors: 兀旦晖; 张俊涛; 赵晨飞; 杨萍; 李秦君; 李霞; 陈蓓
Original assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Current assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2020-01-29

Abstract

本实用新型提供了一种家用燃气泄漏报警及处理装置，包括单片机以及被单片机控制的检测电路、声光报警电路，以及应急处理电路，检测电路包括气敏传感器以及与气敏传感器相连的燃气泄漏检测电路和气敏传感器自检电路，其中，燃气泄漏检测电路和气敏传感器自检电路的输出端分别与单片机的输入端相连，声光报警电路和应急处理电路分别与单片机的输出端相连，如此，当有燃气泄漏发生时，本实用新型报警及处理装置可以及时报警并自行做应急处理，避免了灾难的发生，此外，由于该装置设置有气敏传感器自检电路，因此，如果气敏传感器损坏，则用户可以及时得知并进行更换。

Description

一种家用燃气泄漏报警及处理装置

【技术领域】

本实用新型涉及一种燃气泄漏报警装置，特别是一种家用燃气泄漏报警及处理装置。

【背景技术】

随着城镇管道和罐装燃气的推广普及，家庭使用液化气、煤气作为燃料的用户越来越多，这些燃料在给人们生活带来方便的同时，也带来了危害，尤其近年来，由于液化气、煤气引起的火灾逐年增加，究其原因，都是因为这些燃气不慎泄露时没有及时发现并处理而引起的。

为了防止这些不幸的发生，安装燃气报警器已经越来越受到重视。目前，燃气报警器的发展很不平衡，要么是由PC机值守的大型集群监控系统，其虽然技术先进但价格昂贵，必须设置专用机房和专人管理，因此，其使用范围局限于条件较好，物业管理水准较高的住宅区或单位；要么是一般的燃气报警器，但是，却存在诸多缺点，例如功能单一，可靠性差，传感器损坏不易发现，不能更换等，此外，有的产品利用燃气管道专用电磁阀控制气源，其安装需拆动原管路，须报请燃气公司派专人处理，十分麻烦，因此，难为广大用户所用。

鉴于以上问题，实有必要提供一种可以解决上述技术问题的家用燃气泄漏报警及处理装置。

【实用新型内容】

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种家用燃气泄漏报警及处理装置，其可以自行进行应急处理并及时发现元件损坏情况。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种家用燃气泄漏报警及处理装置，包括单片机以及被单片机控制的检测电路、声光报警电路，以及应急处理电路，检测电路包括气敏传感器以及与气敏传感器相连的燃气泄漏检测电路和气敏传感器自检电路，其中，燃气泄漏检测电路和气敏传感器自检电路的输出端分别与单片机的输入端相连，声光报警电路和应急处理电路分别与单片机的输出端相连。

优选地，所述应急处理电路包括排风装置和阀门开闭装置，所述排风装置和阀门开闭装置分别连接在单片机的输出端，且单片机输入端分别连接有控制排风装置的开关SD1和控制阀门开闭装置的开关SD2。

优选地，所述燃气泄漏检测电路设置有调节燃气报警限的电位器RP1，该电位器RP1与气敏传感器的检测端连接。

优选地，所述声光报警电路包括声音报警装置和发光报警装置，所述发光报警装置包括连接在单片机输出端且发不同颜色光的第一发光二极管和第二发光二极管，所述声音报警装置连接在单片机输出端。

优选地，所述阀门开闭装置至少包括电动机和拨块，所述电动机安装于表前阀上，且与表前阀相对设置，所述拨块固定在电动机的轴端，并套在表前阀的轴上。

优选地，所述单片机的输出端连接有控制电动机通电时间的第一驱动电路，该第一驱动电路以单稳态触发器为核心。

所述单稳态触发器采用型号为74LS121的单稳态触发器。

优选地，所述排风装置包括排风扇以及驱动排风扇的第二驱动电路。

优选地，所述气敏传感器通过七脚电子管座连接在电路中。

与现有技术相比，本实用新型家用燃气泄漏报警及处理装置至少具有以下优点：由于本实用新型报警及处理装置设置有燃气泄漏检测电路和应急处理电路，因此，其可以及时发现燃气泄漏现象，并自行进行应急处理，如此，避免了危害的发生；另外，由于本实用新型报警及处理装置还设置有气敏传感器自检电路，因此，当气敏传感器损坏时，用户可以及时得知，并进行更换，从而，防止了因气敏传感器损坏而不能及时发现并处理危害的现象发生。

【附图说明】

图1是本实用新型家用燃气泄漏报警装置的系统框图；

图2是本实用新型家用燃气泄漏报警装置的单片机引脚配置图；

图3是本实用新型家用燃气泄漏报警装置的检测电路图；

图4是本实用新型家用燃气泄漏报警装置的第一驱动电路图；

【具体实施方式】

请参阅图1至图4所示，本实用新型家用燃气泄漏报警及处理装置包括以单片机为核心的中央处理单元、检测电路，以及被中央处理单元控制的声光报警电路和应急处理电路。

1.检测电路

检测电路，其输出端与单片机的输入端相连，包括气敏传感器、燃气泄漏检测电路和气敏传感器自检电路，其电路图如图3所示。

气敏传感器的型号QM，其是由金属氧化物半导体材料制成的“气-电”转换器，用于将气信号转换为电信号，当有燃气泄漏时，该气敏传感器表面会发生化学吸附，使其本身电阻下降，且燃气浓度越高，其电阻下降地越多。

请特别参阅图3所示，燃气泄漏检测电路由电位器RP1、RP2、RP3、电阻R2、三极管VT1和电容C2组成，电位器RP1连接在气敏传感器的检测端，调节电位器RP1的阻值可以设定不同燃气的报警限；电容C2为延时电容，连接在三极管VT1输出端，用于减小气敏传感器初始稳态的影响；当环境中的燃气浓度大于报警限时，气敏传感器将检测到的气信号转换成电信号，并通过三极管VT1的发射极反馈给单片机。

请继续参阅图3所示，气敏传感器自检电路由电阻R3～R7和三极管VT2、VT3组成，气敏传感器正常未损坏时，电阻R3上有电压信号，而当气敏传感器损坏时，电阻R3上无电压，信号为0，此时，三极管VT3集电极输出低电平至单片机。

值得注意的是：在本实施方式中，气敏传感器不是直接焊接在电路板上的，而是通过七脚电子管座与电路连接，如此，当气敏传感器损坏时，只需要将其从管座中拔出更换即可，如此，解决了气敏传感器更换困难的问题。

2.单片机

单片机是本实用新型报警装置的核心，选用Atmel公司型号为AT89C51的单片机，其引脚分配如图2所示，引脚P1.0和P1.1分别连接有开关SD1和SD2；气敏传感器的损坏信号和燃气泄漏信号分别从引脚P3.2和P3.3输入到单片机，同时，引脚P3.2和P3.3是单片机AT89C51的两个中断触发信号；单片机的输入端还分别连接有晶振电路和复位电路，晶振电路由电容C1、C2和电阻X组成，用于提供工作信号脉冲，复位电路由MAX813L芯片组成，当单片机瞬间掉电时，复位电路可以保存重要数据，以免数据丢失；声光报警信号和应急处理信号分别从引脚P2.0～P2.4输出。

3.声光报警电路

声光报警电路包括声音报警装置和发光报警装置，所述发光报警装置包括发红光的第一二极管和发黄光的第二二极管，且分别连接在单片机的输出引脚P2.0和P2.1上。当单片机确认为事故泄漏时，即驱动发红灯的第一二极管，红色LED灯亮，当单片机确认为气敏元件损坏时，驱动发黄光的第二二极管，黄色LED亮。声音报警装置包括蜂鸣器和三极管，该三极管经单片机控制并驱动蜂鸣器。

4.应急处理电路

应急处理电路包括排风装置以及阀门开闭装置，所述单片机输入端连接有控制排风装置的开关SD1和控制阀门开闭装置的开关SD2。

排风装置由排风扇和第二驱动电路组成，当单片机确认是燃气泄露事故发生时，其通过第二驱动电路而驱使排风扇打开，从而驱除室内的燃气。

阀门开闭装置至少包括交流发动机(与减速器一体设计)和拨块。电动机通过拨块与表前阀连接，其中，拨块固定在电动机轴端，并套在表前阀的轴上，因此，当电动机转动时，表前阀在拨块的带动下，也一起转动，相当于人手控制阀门开闭。

表前阀从开位到闭位或者从闭位到开位，表前阀的轴和电动机的轴都必须旋转四分之一圈，即90度，电动机的转动以及表前阀的开闭采用如图4所示的第一驱动电路实现，第一驱动电路的连接关系以及控制关系如下：

第一驱动电路用于设定电动机的通电时间，以单稳态触发器74LS121为核心，单片机的输出端引脚P2.4通过电容C6与单稳态触发器74LS121连接；此外，单稳态触发器74LS121的输入端连接有电阻R13和电容C7，且电阻R13并联有电阻R12；输出端连接有三极管VT6，三极管VT6的集电极连接有电阻R14；三极管VT6的发射端串联有二极管VD2，电动机M并联在二极管VD2两端。当单片机检测到燃气泄漏发生时，即向引脚P2.4发出一个负脉冲，单稳态触发器74LS121接收到该负脉冲后，其输入端引脚3、4受到该负脉冲的触发，引脚6输出正单脉冲，其脉宽t_w＝0.7R13C7，而电动机转动四分之一圈所需的时间T为T＝15/n，单位：秒，其中，n为电动机减速后的转速(单位：圈/分钟)，因此，可以通过调节电阻R13的阻值而使得t_w＝T，即R13＝15/(0.7nC7)，如此，确保阀门开闭装置开闭准确到位。

下面将介绍本实用新型报警及处理装置的工作过程：

当气敏传感器损坏时，检测电路中的R3两端没有电压，信号为0，此时三极管VT3的集电极输出高电平至单片机，单片机接收到该信号后，即控制报警电路驱动发黄光的第二二极管发黄光，同时，单片机驱动声音报警装置进行报警，与此同时，单片机控制引脚P2.4，使其发出负脉冲，使阀门开闭装置关闭表前阀以切断气源，如此，用户就可以及时得知气敏传感器损坏的信息，及时更换气敏传感器，避免因为气敏传感器损坏而引起的危害发生。

当环境中有燃气时，气敏传感器即可感应到，并将该气信号转换为电信号传输给单片机，此时，单片机的引脚P3.3即由低电平变为高电平，同时，单片机调用延时程序进行计时，如果在设定时间内，环境中的燃气消失，则认为是干扰信号，单片机的引脚P3.3由高电平变成低电平，单片机不做处理；如果在设定的时间结束后，环境中的燃气还没有消失，且浓度越来越高，则认为是燃气泄漏事故，此时，单片机的引脚P3.3仍保持高电平，同时，单片机向应急处理电路和声光报警电路发出指令，进行报警和应急处理，即蜂鸣器打开，红色的LED发光以提醒用户，同时，表前阀在单片机的控制下关闭以切断气源防止燃气继续泄漏，排风扇打开以驱散室内的燃气。

在本实用新型中，当有燃气泄漏发生时，报警装置可以进行声光报警，同时，实现相应的应急处理，即排风和关闭阀门切断气源；当气敏传感器损坏时，该报警装置也可以检测出来，并进行报警以提醒用户更换；阀门开闭装置简单，独特，不需要拆动原管路，因此，使用非常方便，适合广大燃气用户使用。

此外，需要特别说明的是：在本实用新型报警装置中，阀门开闭装置不仅结构简单，造价低，而且开闭动作平稳，容易控制，准确性高；特别值得一提的是：由于本实用新型的阀门开闭装置位置灵活，因此，其具有很强的适应性，不论轴长短，管道粗细均能适应；不论灶前阀、表前阀、耳型旋钮阀、手柄式阀都能安装；不论阀门或管道横摆、竖放概能固定，尤为重要的是开闭阀门的控制就在原管道和阀门上进行，因此，无需改动或重新安装管道和阀门，而且固定、使用、维修、更换都很方便，这就克服了使用专用电磁阀时的缺点，因而容易被广大新老燃气用户所接受。

以上所述仅为本实用新型的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种家用燃气泄漏报警及处理装置，其特征在于：包括单片机以及被单片机控制的检测电路、声光报警电路，以及应急处理电路，检测电路包括气敏传感器以及与气敏传感器相连的燃气泄漏检测电路和气敏传感器自检电路，其中，燃气泄漏检测电路和气敏传感器自检电路的输出端分别与单片机的输入端相连，声光报警电路和应急处理电路分别与单片机的输出端相连。

2.如权利要求1所述的家用燃气泄漏报警及处理装置，其特征在于：所述应急处理电路包括排风装置和阀门开闭装置，所述排风装置和阀门开闭装置分别连接在单片机的输出端，且单片机输入端分别连接有控制排风装置的开关SD1和控制阀门开闭装置的开关SD2。

3.如权利要求2所述的家用燃气泄漏报警及处理装置，其特征在于：所述燃气泄漏检测电路设置有调节燃气报警限的电位器RP1，该电位器RP1与气敏传感器的检测端连接。

4.如权利要求3所述的家用燃气泄漏报警及处理装置，其特征在于：所述声光报警电路包括声音报警装置和发光报警装置，所述发光报警装置包括连接在单片机输出端且发不同颜色光的第一发光二极管和第二发光二极管，所述声音报警装置连接在单片机输出端。

5.如权利要求2或4所述的家用燃气泄漏报警及处理装置，其特征在于：所述阀门开闭装置至少包括电动机和拨块，所述电动机安装于表前阀上，所述拨块固定在电动机的轴端，并套在表前阀的轴上。

6.如权利要求5所述的家用燃气泄漏报警及处理装置，其特征在于：所述单片机输出端连接有控制电动机通电时间的第一驱动电路，且第一驱动电路以单稳态触发器为核心，所述单稳态触发器的输出端连接有三极管VT6，所述电动机连接在三极管VT6的发射极。

7.如权利要求6所述的家用燃气泄漏报警及处理装置，其特征在于：所述单稳态触发器采用型号为74LS121的单稳态触发器。

8.如权利要求1或6或7所述的家用燃气泄漏报警及处理装置，其特征在于：所述排风装置包括排风扇以及驱动排风扇的第二驱动电路。

9.如权利要求1所述的家用燃气泄漏报警及处理装置，其特征在于：所述气敏传感器通过七脚电子管座连接在电路中。