CN205621243U - 一种多功能的燃气泄漏智能监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能的燃气泄漏智能监控系统，包括单片机，均与单片机相连接的气敏传感器、蜂鸣器、换气扇、直流稳压滤波控制电路和恒流驱动控制电路，与直流稳压滤波控制电路相连接的电源，以及与恒流驱动控制电路相连接的电磁阀；所述直流稳压滤波控制电路包括输入端与电源相连接的二极管整流器U2，极性电容C6，以及控制电路；所述控制电路的输出端与单片机相连接。本实用新型的燃气泄漏监智能控系统能准确的对监测范围进行监测，同时，能通过单片机控制燃气的安全阀进行自动关闭，有效确保了人们安全。

Description

一种多功能的燃气泄漏智能监控系统

技术领域

本实用新型涉及的是电子领域，具体的说，是一种多功能的燃气泄漏智能监控系统。

背景技术

燃气的普及提高了人们的生产效率、生活质量。但是在使用燃气的过程中，因燃气泄漏、废气等原因造成的燃气爆炸、中毒等意外事故时有发生，给人们的生命和财产安全带来了严重的威胁。因此，安全使用燃气一直是燃气主管部门工作的重中之重。气敏传感器能够有效的检测出待检气体在环境中的存在情况，其通过接口电路组成检测报警系统，当发生燃气泄漏时可以及时的报警，避免意外事故的发生。

在现有的燃气泄漏监测系统存在监测不准确，同时，现有的燃气泄漏监测系统在监测到有燃气泄漏时，不能自动关闭燃气的安全阀，导致安全隐患不能得到及时的排除。因此，提供一种能监测准确，并且在燃气泄漏时又能自动关闭燃气的安全阀的燃气泄漏监控系统，便成为了本技术领域的技术人员的当务之急。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的燃气泄漏监测系统监测的准确性差，同时不能自动排除安全隐患的缺陷，提供的一种多功能的燃气泄漏智能监控系统。

本实用新型通过以下技术方案来实现：一种多功能的燃气泄漏智能监控系统，包括单片机，均与单片机相连接的气敏传感器、蜂鸣器、换气扇、直流稳压滤波控制电路和恒流驱动控制电路，与直流稳压滤波控制电路相连接的电源，以及与恒流驱动控制电路相连接的电磁阀。

所述直流稳压滤波控制电路包括输入端与电源相连接的二极管整流器U2，正极与二极管整流器U2的负极输出端相连接、负极与二极管整流器U2的正极输出端相连接的极性电容C6，与二极管整流器U2相连接的稳压可调电路，以及输入端与稳压可调电路的输出端相连接的控制电路；所述控制电路的输出端与单片机相连接。

所述稳压可调电路由三极管VT3，三极管VT4，N极与二极管整流器U2的正极相连接、P极经电阻R11后与极性电容C6的正极相连接的二极管D4，一端与三极管VT3的基极相连接、另一端与极性电容C6的正极相连接的电阻R12，正极与二极管整流器U2的负极输出端相连接、负极经电阻R13后与三极管VT3的发射极相连接的极性电容C7，以及负极与三极管VT4的基极相连接、正极经可调电阻R14后与三极管VT3的发射极相连接的极性电容C8组成；所述三极管VT3的集电极与二极管整流器U2的正极输出端相连接后接地，该三极管VT3的发射极与三极管VT4的发射极共同形成稳压可调电路的输出端；所述三极管VT4的集电极接地；所述极性电容C8的正极与二极管整流器U2的负极输出端相连接。

所述控制电路由与非门IC1，与非门IC2，P极经电阻R15后与三极管VT4的发射极相连接、N极经电阻R17后与与非门IC2的正极相连接的二极管D6，一端与与非门IC1的负极相连接、另一端与二极管D6的N极相连接的电阻R18，负极顺次经电阻R16和电阻R19后与与非门IC1的输出端相连接、正极与三极管VT3的发射极相连接的极性电容C9，以及P极与与非门IC1的输出端相连接、N极与与非门IC2的正极相连接的二极管D5组成；所述与非门IC1的正极与三极管VT3的发射极相连接；所述与非门IC2的负极接地，其输出端与电阻R16与电阻R19的连接点共同形成控制电路的输出端。

所述恒流驱动控制电路包括驱动芯片U，以及均与驱动芯片U相连接的电流保护电路和控制输出电路；所述电流保护电路的输入端与单片机相连接；所述控制输出电路的输出端与电磁阀相连接。

所述电流保护电路由三极管VT1，二极管D1，一端与二极管D1的P极相连接、另一端与驱动芯片U的COMP管脚相连接的电阻R3，负极与驱动芯片U的CS管脚相连接、正极经电阻R2后与二极管D1的P极相连接的极性电容C1，一端与三极管VT1的基极相连接、另一端与二极管D1的N极共同形成电流保护电路的输入端的电阻R1，一端与三极管VT1的发射极相连接、另一端与驱动芯片U的VCC管脚相连接的电感L，一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端与驱动芯片U的VCC管脚相连接的电阻R4，以及负极经可调电阻R5后与驱动芯片U的BF管脚相连接、正极与三极管VT1的集电极相连接的极性电容C2组成。

所述控制输出电路由三极管VT2，继电器K，正极经电阻R6后与驱动芯片U的BF管脚相连接、负极经继电器K后与三极管VT2的集电极相连接的极性电容C4，N极与极性电容C4的负极相连接、P极经电阻R7后与驱动芯片U的OUT管脚相连接的二极管D2，负极与三极管VT2的基极相连接、正极与驱动芯片U的VDD管脚相连接的极性电容C3，N极经电阻R9后与三极管VT2的基极相连接、P极经电阻R8后与驱动芯片U的BIAS管脚相连接的二极管D3，以及正极经电阻R10后与三极管VT2的发射极相连接、正极与继电器K的常开触点K-1共同形成控制输出电路的输出端的极性电容C5组成；所述三极管VT2的基极与二极管D2的P极相连接；所述驱动芯片U的GND管脚接地。

为确保本实用新型的实际使用效果，所述气敏传感器为MQ-2接触燃烧式气敏传感器；所述驱动芯片U为AP3706集成芯片。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型可通过气敏传感器对使用范围内的可燃气体进行监测，同时该监测的信息可通过单片机的分析处理；在燃气泄漏时，单片机可及时控制蜂鸣器发出报警，并输出控制电流控制换气扇开启，同时控制电磁阀进行关闭，从而实现了监测的准确性，同时确保了燃气泄漏时燃气的安全阀能自动关闭。

(2)本实用新型的直流稳压滤波控制电路可对电源电压进行整流滤波，并能对整流滤波后的电压进行调节使电压源变得平稳，同时将该直流电压控制为12V直流电压，从而为单片机提供稳定的工作电压，有效的提高了本监控系统的工作的稳定性。

(3)本实用新型的恒流驱动控制电路中的电流保护电路能对单片机输出的控制电流进行调节，从而输出稳定的驱动电流，有效的提高了电磁阀工作的稳定性。

(4)本实用新型的气敏传感器为MQ-2接触燃烧式气敏传感器，该传接触燃烧式气敏传感器的性能稳定，监测的准确性高，从而确保了本监测系统监测的准确性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的恒流驱动控制电路的电路结构示意图。

图3为本实用新型的直流稳压滤波控制电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1所示，本实用新型包括单片机，均与单片机相连接的气敏传感器、蜂鸣器、换气扇、直流稳压滤波控制电路和恒流驱动控制电路，与直流稳压滤波控制电路相连接的电源，以及与恒流驱动控制电路相连接的电磁阀。其中，所述恒流驱动控制电路如图2所示，其包括驱动芯片U，电流保护电路，以及控制输出电路。

为确保本实用新型的可靠运行，所述的单片机优先采用了AT89C51单片机。该AT89C51单片机的WR管脚与气敏传感器相连接，TXD管脚与换气扇相连接，TO管脚与蜂鸣器相连接。

本实用新型运行时，所述的直流稳压滤波控制电路可对电源电压进行整流滤波，并能对整流滤波后的电压进行调节使电压源变得平稳，同时将该直流电压控制为12V直流电压，从而为单片机提供稳定的12V直流工作电压。所述的气敏传感器则优先采用了性能稳定的MQ-2接触燃烧式气敏传感器，该气敏传感器对使用范围的空气进行监测，气敏传感器并将监测的信息将监测的信息转换为电信号实时传输给单片机，单片机则根据接收的电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息，单片机同时可根据分析得到的相关信息来控制蜂鸣器、换气扇和电磁阀的工作。本实用新型的电磁阀设置在燃气表的出口上作为安全阀，用于燃气出现泄漏时关闭燃气的输出口。

其中，在气敏传感器监测到燃气有泄漏时，气敏传感器将该信息传输给单片机，单片机则会输出控制电流给蜂鸣器，蜂鸣器开始发出报警声，在单片机控制蜂鸣器报警的同时输出控制电流给换气扇，换气扇工作，使本实用新型使用范围的空气实现对流，有效的降低被监测范围的可燃气体的浓度，防止可燃气体对人们造成危害。同时，单片机输出控制电流给电磁阀，使电磁阀闭合，即将燃气输出口关闭，燃气则不再泄漏。本实用新型在单片机与电磁阀之间设置了恒流驱动控制电路，该电路能对单片机输出的电流进行调节，防止单片机输出的电流时的瞬间高电流损坏电磁阀，恒流驱动控制电路则可为电磁阀输出稳定的驱动电流，有效确保了电磁阀工作的稳定性。本实用新型在燃气泄漏被排除后，可通过人工手动控制电磁阀开启。

如图2所示，所述恒流驱动控制电路包括驱动芯片U，电流保护电路，以及控制输出电路；所述电流保护电路由三极管VT1，二极管D1，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，可调电阻R5，极性电容C1，电感L，以及极性电容C2组成。

连接时，电阻R3的一端与二极管D1的P极相连接、另一端与驱动芯片U的COMP管脚相连接。极性电容C1的负极与驱动芯片U的CS管脚相连接、正极经电阻R2后与二极管D1的P极相连接。电阻R1的一端与三极管VT1的基极相连接、另一端与AT89C51单片机的TI管脚相连接。

电感L的一端与三极管VT1的发射极相连接、另一端与驱动芯片U的VCC管脚相连接。电阻R4的一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端与驱动芯片U的VCC管脚相连接。极性电容C2的负极经可调电阻R5后与驱动芯片U的BF管脚相连接、正极与三极管VT1的集电极相连接；所述二极管D1的N极与AT89C51单片机的IOC管脚相连接。

进一步地，所述控制输出电路由三极管VT2，继电器K，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10，极性电容C3，极性电容C4，极性电容C5，二极管D2，以及二极管D3组成。

连接时，极性电容C4的正极经电阻R6后与驱动芯片U的BF管脚相连接、负极经继电器K后与三极管VT2的集电极相连接。二极管D2的N极与极性电容C4的负极相连接、P极经电阻R7后与驱动芯片U的OUT管脚相连接。极性电容C3的负极与三极管VT2的基极相连接、正极与驱动芯片U的VDD管脚相连接。二极管D3的N极经电阻R9后与三极管VT2的基极相连接、P极经电阻R8后与驱动芯片U的BIAS管脚相连接。极性电容C5的正极经电阻R10后与三极管VT2的发射极相连接、正极与继电器K的常开触点K-1共同形成控制输出电路的输出端并与电磁阀相连接。所述三极管VT2的基极与二极管D2的P极相连接；所述驱动芯片U的GND管脚接地。

运行时，单片机输出的控制电流经恒流驱动控制电路的二极管D1和三极管VT1以及电感L和可调电阻R5形成的电路保护电路进行电流调节，确保输入驱动芯片U的电流的稳定性，处理后的电流通过驱动芯片U处理后输出，此时三极管VT2得电继电器K导通，继电器K的常开触点K-1闭合，恒流驱动控制电路输出稳定的电流给电磁阀，电磁阀得电闭合。为确保本实用新型能更好的实施，所述驱动芯片U则优先采用了性能稳定的AP3706集成芯片来实现。

如图3所示，所述直流稳压滤波控制电路包括二极管整流器U2，极性电容C6，稳压可调电路，以及控制电路；所述稳压可调电路由三极管VT3，三极管VT4，电阻R11，电阻R12，电阻R13，可调电阻R14，极性电容C7，极性电容C8，以及二极管D4组成。

连接时，二极管D4的N极与二极管整流器U2的正极相连接、P极经电阻R11后与极性电容C6的正极相连接。电阻R12的一端与三极管VT3的基极相连接、另一端与极性电容C6的正极相连接。极性电容C7的正极与二极管整流器U2的负极输出端相连接、负极经电阻R13后与三极管VT3的发射极相连接。极性电容C8的负极与三极管VT4的基极相连接、正极经可调电阻R14后与三极管VT3的发射极相连接。

所述三极管VT3的集电极与二极管整流器U2的正极输出端相连接后接地，该三极管VT3的发射极与三极管VT4的发射极共同形成稳压可调电路的输出端并与控制电路相连接；所述三极管VT4的集电极接地；所述极性电容C8的正极与二极管整流器U2的负极输出端相连接。

进一步地，所述控制电路由与非门IC1，与非门IC2，电阻R15，电阻R16，电阻R17，电阻R18，极性电容C9，二极管D5，以及二极管D6组成。

连接时，二极管D6的P极经电阻R15后与三极管VT4的发射极相连接、N极经电阻R17后与与非门IC2的正极相连接。电阻R18的一端与与非门IC1的负极相连接、另一端与二极管D6的N极相连接。极性电容C9的负极顺次经电阻R16和电阻R19后与与非门IC1的输出端相连接、正极与三极管VT3的发射极相连接。二极管D5的P极与与非门IC1的输出端相连接、N极与与非门IC2的正极相连接。

所述与非门IC1的正极与三极管VT3的发射极相连接；所述与非门IC2的负极接地，其输出端与AT89C51单片机的VCC+管脚相连接；所述电阻R16与电阻R19的连接点与AT89C51单片机的VCC-管脚相连接。

运行时，电源经二极管整流器U2进行整流后转换为直流电压，通过滤波极性电容C6进行滤波后得到直流电压，该直流电压经三极管VT3和极性电容C7以及可调电阻R14和三极管VT4形成的调节器将高电压调整为低电压，最后通过极性电容C9和与非门IC1以及与非门IC2形成的控制电路将该直流电压控制调整为12V稳定直流电压，为单片机提供稳定的工作电压。

按照上述实施例，即可很好的实现本实用新型。

Claims (8)

1.一种多功能的燃气泄漏智能监控系统，其特征在于，包括单片机，均与单片机相连接的气敏传感器、蜂鸣器、换气扇、直流稳压滤波控制电路和恒流驱动控制电路，与直流稳压滤波控制电路相连接的电源，以及与恒流驱动控制电路相连接的电磁阀；所述直流稳压滤波控制电路包括输入端与电源相连接的二极管整流器U2，正极与二极管整流器U2的负极输出端相连接、负极与二极管整流器U2的正极输出端相连接的极性电容C6，与二极管整流器U2相连接的稳压可调电路，以及输入端与稳压可调电路的输出端相连接的控制电路；所述控制电路的输出端与单片机相连接。

2.根据权利要求1所述的一种多功能的燃气泄漏智能监控系统，其特征在于，所述稳压可调电路由三极管VT3，三极管VT4，N极与二极管整流器U2的正极相连接、P极经电阻R11后与极性电容C6的正极相连接的二极管D4，一端与三极管VT3的基极相连接、另一端与极性电容C6的正极相连接的电阻R12，正极与二极管整流器U2的负极输出端相连接、负极经电阻R13后与三极管VT3的发射极相连接的极性电容C7，以及负极与三极管VT4的基极相连接、正极经可调电阻R14后与三极管VT3的发射极相连接的极性电容C8组成；所述三极管VT3的集电极与二极管整流器U2的正极输出端相连接后接地，该三极管VT3的发射极与三极管VT4的发射极共同形成稳压可调电路的输出端；所述三极管VT4的集电极接地；所述极性电容C8的正极与二极管整流器U2的负极输出端相连接。

3.根据权利要求2所述的一种多功能的燃气泄漏智能监控系统，其特征在于，所述控制电路由与非门IC1，与非门IC2，P极经电阻R15后与三极管VT4的发射极相连接、N极经电阻R17后与与非门IC2的正极相连接的二极管D6，一端与与非门IC1的负极相连接、另一端与二极管D6的N极相连接的电阻R18，负极顺次经电阻R16和电阻R19后与与非门IC1的输出端相连接、正极与三极管VT3的发射极相连接的极性电容C9，以及P极与与非门IC1的输出端相连接、N极与与非门IC2的正极相连接的二极管D5组成；所述与非门IC1的正极与三极管VT3的发射极相连接；所述与非门IC2的负极接地，其输出端与电阻R16与电阻R19的连接点共同形成控制电路的输出端。

4.根据权利要求3所述的一种多功能的燃气泄漏智能监控系统，其特征在于，所述恒流驱动控制电路包括驱动芯片U，以及均与驱动芯片U相连接的电流保护电路和控制输出电路；所述电流保护电路的输入端与单片机相连接；所述控制输出电路的输出端与电磁阀相连接。

5.根据权利要求4所述的一种多功能的燃气泄漏智能监控系统，其特征在于，所述电流保护电路由三极管VT1，二极管D1，一端与二极管D1的P极相连接、另一端与驱动芯片U的COMP管脚相连接的电阻R3，负极与驱动芯片U的CS管脚相连接、正极经电阻R2后与二极管D1的P极相连接的极性电容C1，一端与三极管VT1的基极相连接、另一端与二极管D1的N极共同形成电流保护电路的输入端的电阻R1，一端与三极管VT1的发射极相连接、另一端与驱动芯片U的VCC管脚相连接的电感L，一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端与驱动芯片U的VCC管脚相连接的电阻R4，以及负极经可调电阻R5后与驱动芯片U的BF管脚相连接、正极与三极管VT1的集电极相连接的极性电容C2组成。

6.根据权利要求5所述的一种多功能的燃气泄漏智能监控系统，其特征在于，所述控制输出电路由三极管VT2，继电器K，正极经电阻R6后与驱动芯片U的BF管脚相连接、负极经继电器K后与三极管VT2的集电极相连接的极性电容C4，N极与极性电容C4的负极相连接、P极经电阻R7后与驱动芯片U的OUT管脚相连接的二极管D2，负极与三极管VT2的基极相连接、正极与驱动芯片U的VDD管脚相连接的极性电容C3，N极经电阻R9后与三极管VT2的基极相连接、P极经电阻R8后与驱动芯片U的BIAS管脚相连接的二极管D3，以及正极经电阻R10后与三极管VT2的发射极相连接、正极与继电器K的常开触点K-1共同形成控制输出电路的输出端的极性电容C5组成；所述三极管VT2的基极与二极管D2的P极相连接；所述驱动芯片U的GND管脚接地。

7.根据权利要求6所述的一种多功能的燃气泄漏智能监控系统，其特征在于，所述气敏传感器为MQ-2接触燃烧式气敏传感器。

8.根据权利要求7所述的一种多功能的燃气泄漏智能监控系统，其特征在于，所述驱动芯片U为AP3706集成芯片。