CN207704619U - 一种一氧化碳报警探测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于测量仪器技术领域，公开了一种一氧化碳报警探测器，所述一氧化碳报警探测器包括：用于检测一氧化碳浓度并转换为电信号输出的一氧化碳传感器；用于对所述电信号放大后输出的信号放大模块；用于输出触发信号的自检按键；用于接收所述放大后的电信号并转换得到检测结果的控制模块，所述控制模块还用于接收所述触发信号并输出自检信号，所述自检信号用于检测所述一氧化碳传感器是否正常工作；用于在所述放大后的电信号超过预设值时进行声光报警的声光报警模块；用于显示所述检测结果的显示模块；以及用于提供工作电源的电源模块。本实用新型具有低成本、结构简单、快速准确检测、可以辨别一氧化碳报警探测器的故障原因的优点。

Description

一种一氧化碳报警探测器

技术领域

本实用新型属于检测仪器技术领域，尤其涉及一种一氧化碳报警探测器。

背景技术

一氧化碳报警探测器是用来检测一氧化碳气体的电子装置，它可以在空气中一氧化碳浓度超标时发出声音或光报警。一氧化碳报警探测器采用一氧化碳传感器将空气中一氧化碳气体的浓度信号转换成微弱的电流或电压信号，再经过一级或两级信号放大，传送给单片机进行信号比较与处理，超过预定的阈值单片机就发出声光报警信号。

然而，现有的一氧化碳报警探测器存在成本高、功耗高、结构复杂，且无法辨别故障原因的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种一氧化碳报警探测器，旨在解决传统的一氧化碳报警探测器存在的成本高、功耗高、结构复杂，且无法辨别故障原因的问题。

一种一氧化碳报警探测器，包括：用于检测空气中的一氧化碳浓度并转换为电信号输出的一氧化碳传感器；与所述一氧化碳传感器连接，用于对所述电信号放大后输出的信号放大模块；用于输出触发信号的自检按键；与所述信号放大模块和所述自检按键连接，用于接收所述放大后的电信号并转换得到检测结果的控制模块，所述控制模块还用于接收所述触发信号并输出自检信号，所述自检信号用于检测所述一氧化碳传感器是否正常工作；与所述控制模块连接，用于在所述放大后的电信号超过预设值时进行声光报警的声光报警模块；与所述控制模块连接，用于显示所述检测结果的显示模块；以及与所述信号放大模块、所述控制模块和所述声光报警模块连接，用于提供工作电源的电源模块；所述信号放大模块包括：一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容和第三电容；所述第一电阻的第一端连接所述运算放大器的同相输入端，所述第一电阻的第二端连接所述运算放大器的反相输入端，所述一氧化碳传感器与所述第一电阻并联，所述第二电阻的第一端接所述运算放大器的同相输入端，所述第二电阻的第二端接所述运算放大器的电源端，所述运算放大器的电源端通过所述第三电阻接所述工作电源，所述运算放大器的同相输入端通过所述第四电阻接地，所述第五电阻的第一端接所述运算放大器的同相输入端，所述第五电阻的第二端接所述自检信号，所述第六电阻的第一端接所述运算放大器的输出端，所述第六电阻的第二端输出所述放大后的电信号，所述第七电阻串联在所述运算放大器的反相输入端与所述运算放大器的输出端之间，所述第一电容并联在所述运算放大器的电源端与地之间，所述第二电容并联在所述第七电阻的两端，所述第三电容并联在所述第六电阻的第二端与地之间。

进一步地，所述一氧化碳传感器的型号为ME2-CO。

进一步地，所述运算放大器的型号为HT9291。

进一步地，所述控制模块包括单片机。

进一步地，所述声光报警模块包括：与所述控制模块连接，用于在所述放大后的电信号超过预设值时进行声音报警的声音报警单元；以及与所述控制模块连接，用于在所述放大后的电信号超过预设值时发光报警的发光报警单元。

进一步地，所述声音报警单元包括：一蜂鸣器、第八电阻、第一电感、第一二极管和第一晶体管；所述第一电感的第一端接所述电源模块的电池的正极，所述第一电感的第二端接所述第一二极管的阴极，所述第一二极管的阳极接地，所述蜂鸣器并联在所述第一二极管的阴极与地之间，所述第一晶体管的集电极接所述第一二极管的阴极，所述第一晶体管的发射极接地，所述第一晶体管的基极通过所述第八电阻与所述控制模块连接。

进一步地，所述发光报警单元包括：第九电阻和第一发光二极管；所述第九电阻的第一端与所述控制模块连接，所述第九电阻的第二端连接所述第一发光二极管的阳极，所述第一发光二极管的阴极接地。

进一步地，所述电源模块包括：所述电池、第二二极管、一三端稳压器、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第四电容和第五电容；所述电池的正极接所述第二二极管的阳极，所述电池的负极接地，所述第十电阻和所述第十一电阻并联在所述第二二极管的阴极与地之间，所述第十电阻和所述第十一电阻的公共连接端与所述控制模块连接，所述第四电容并联在所述第十电阻与所述第十一电阻的公共连接端与地之间，所述第十二电阻串联在所述第二二极管的阴极与所述三端稳压器的输入端之间，所述三端稳压器的接地端接地，所述三端稳压器的输出端输出所述工作电源，所述第五电容并联在所述三端稳压器的输出端与地之间。

进一步地，还包括与所述控制模块连接，用于指示所述一氧化碳传感器处于故障状态的故障指示模块。

进一步地，所述故障指示模块包括：第十三电阻和第二发光二极管；所述第二发光二极管的阳极通过所述第十三电阻与所述控制模块连接，所述第二发光二极管的阴极接地。

采用上述的一氧化碳报警探测器，可以将空气中的一氧化碳浓度高精度电信息化，通过信号放大模块放大后输入到单片机处理，并输出检测结果通过显示模块显示，当一氧化碳浓度超过标准时，通过声光报警装置报警。本实用新型所有模块均集成在一个便携盒上，电路设计简单可靠，检测方便，且可通过自检按键检测该一氧化碳报警探测器是否正常工作，通过合理设计电路结构，当该一氧化碳报警探测器发生故障时，可辨别其发生故障的原因。

附图说明

图1为本实用新型一种一氧化碳报警探测器的电路模块示意图。

图2为图1所示的一种一氧化碳报警探测器的一氧化碳传感器和信号放大模块的示例电路原理图。

图3为图1所示的一种一氧化碳报警探测器的自检按键的示例电路原理图。

图4为图1所示的一种一氧化碳报警探测器的控制模块的示例电路原理图。

图5为图1所示的一种一氧化碳报警探测器的声光报警模块的示例电路原理图。

图6为图1所示的一种一氧化碳报警探测器的电源模块的示例电路原理图。

图7为图1所示的一种一氧化碳报警探测器的故障指示模块的示例电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1至图7，本实用新型的较佳实施例中一氧化碳报警探测器包括一氧化碳传感器11、信号放大模块12、自检按键13、控制模块14、声光报警模块15、显示模块16、电源模块17和故障指示模块18。

一氧化碳传感器11用于检测空气中的一氧化碳浓度并转换为电信号输出；信号放大模块12与一氧化碳传感器11连接，用于对电信号放大后输出；自检按键13用于输出触发信号；控制模块14与信号放大模块12和自检按键13连接，用于接收放大后的电信号并转换得到检测结果，控制模块14还用于接收触发信号并输出自检信号，自检信号用于检测一氧化碳传感器11是否正常工作；声光报警模块15与控制模块14连接，用于在放大后的电信号超过预设值时进行声光报警；显示模块16与控制模块14连接，用于显示检测结果；电源模块17与信号放大模块12、控制模块14和声光报警模块15连接，用于提供工作电源。

在本实用新型实施例中，显示模块16为LCD显示器，显示模块16平时处于关闭状态，当空气中一氧化碳浓度值大于(30x10-6)ppm时，显示模块16显示环境中一氧化碳的实时浓度值。

如图2所示，在本实用新型实施例中，一氧化碳传感器11的型号为ME2-CO。ME2-CO电化学一氧化碳气体传感器根据电化学的原理工作，利用待测气体在电解池中工作电极电位上的电化学氧化过程，待测气体电化学反应所产生的电流与其浓度成正比并遵循法拉第定律，通过测定电流的大小就可以确定待测气体的浓度。

信号放大模块12包括：一运算放大器U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3，在本实用新型实施例中，运算放大器U1的型号为HT9291。

第一电阻R1的第一端连接运算放大器U1的同相输入端，第一电阻R1的第二端连接运算放大器U1的反相输入端，一氧化碳传感器11与第一电阻R1并联，第二电阻R2的第一端接运算放大器U1的同相输入端，第二电阻R2的第二端接运算放大器U1的电源端，运算放大器U1的电源端通过第三电阻R3接工作电源VDD，运算放大器U1的同相输入端通过第四电阻R4接地，第五电阻R5的第一端接运算放大器U1的同相输入端，第五电阻R5的第二端接自检信号CO ERR，第六电阻R6的第一端接运算放大器U1的输出端，第六电阻R6的第二端输出放大后的电信号CO ADC，第七电阻R7串联在运算放大器U1的反相输入端与运算放大器U1的输出端之间，第一电容C1并联在运算放大器U1的电源端与地之间，第二电容C2并联在第七电阻R7的两端，第三电容C3并联在第六电阻R6的第二端与地之间。

如图3和4所示，自检按键13的第一端接控制模块14，自检按键13的第二端接地，控制模块14包括单片机U2，在本实用新型实施例中，单片机的型号为HT66F0185，当自检按键13被按下时，输入一个低电平的触发信号TEST到单片机U2的第24引脚，单片机U2接收到触发信号TEST后输出自检信号CO ERR，从而检测一氧化碳传感器11是否正常工作。

采用上述的一氧化碳报警探测器，可以将空气中的一氧化碳浓度高精度电信息化，通过信号放大模块12放大后输入到单片机U2处理，并输出检测结果通过显示模块16显示，当一氧化碳浓度超过标准时，通过声光报警装置15报警。本实用新型所有模块均集成在一个便携盒上，电路设计简单可靠，检测方便，且可通过自检按键13检测该一氧化碳报警探测器是否正常工作，通过合理设计电路结构，当该一氧化碳报警探测器发生故障时，可辨别其发生故障的原因。

如图5所示，声光报警模块15包括声音报警单元151和发光报警单元152：声音报警单元151和发光报警单元152均与控制模块14连接，声音报警单元151用于在放大后的用于表征一氧化碳浓度的电信号超过预设值时进行声音报警；发光报警单元152用于在放大后用于表征一氧化碳浓度的电信号超过预设值时发光报警。

其中，声音报警单元151包括蜂鸣器U3、第八电阻R8、第一电感L1、第一二极管D1和第一晶体管Q1。第一电感L1的第一端接电池BAT的正极，第一电感L1的第二端接第一二极管D1的阴极，第一二极管D1的阳极接地，蜂鸣器U3并联在第一二极管D1的阴极与地之间，第一晶体管Q1的集电极接第一二极管D1的阴极，第一晶体管Q1的发射极接地，第一晶体管Q1的基极通过第八电阻R8与控制模块14连接。

发光报警单元152包括：第九电阻R9和第一发光二极管LED1。第九电阻R9的第一端与控制模块14连接，第九电阻R9的第二端连接第一发光二极管LED1的阳极，第一发光二极管LED1的阴极接地。

如图6所示，电源模块17包括：电池BAT、第二二极管D2、三端稳压器U4、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第四电容C4和第五电容C5。

电池BAT的正极接第二二极管D2的阳极，电池BAT的负极接地，第十电阻R10和第十一电阻R11并联在第二二极管D2的阴极与地之间，第十电阻R10和第十一电阻R11的公共连接端与控制模块14连接，第四电容C4并联在第十电阻R10与第十一电阻R11的公共连接端与地之间，第十二电阻R12串联在第二二极管D2的阴极与三端稳压器U4的输入端之间，三端稳压器U4的接地端接地，三端稳压器U4的输出端输出工作电源VDD，第五电容C5并联在三端稳压器U4的输出端与地之间。

如图7所示，故障指示模块18用于指示一氧化碳传感器11处于故障状态。故障指示模块18包括：第十三电阻R13和第二发光二极管LED2。第二发光二极管LED2的阳极通过第十三电阻R13与控制模块14连接，第二发光二极管LED2的阴极接地。

下面结合图1至图7来说明本实用新型一氧化碳报警探测器的工作原理：

一氧化碳传感器11检测空气中的一氧化碳浓度，并将其电信息化后输出电信号给信号放大模块12，信号放大模块12对其电信号放大后输出到单片机U2，单片机U2对输入的经过放大处理的电信号进行分析，得到空气中一氧化碳浓度值，并分别通过显示模块16显示，当空气中一氧化碳浓度值高于预设值时，优选地，预设值为国际标准值，通过蜂鸣器speaker发出报警声，同时第一发光二极管LED1发光，自检按键13输出触发信号TEST，单片机U2接收到触发信号TEST后，输出自检信号CO ERR，如此，当一氧化碳报警探测器发生故障时，可以辨别出是由一氧化碳传感器11故障导致的，还是信号放大模块12出现故障导致的，若是一氧化碳传感器11发生故障，则第二发光二极管LED2发光，指示一氧化碳传感器11处于故障状态。

采用上述的一氧化碳报警探测器，可以将空气中的一氧化碳浓度高精度电信息化，通过信号放大模块12放大后输入到单片机U2处理，并输出检测结果通过显示模块16显示，当一氧化碳浓度超过标准时，通过声光报警装置15报警。本实用新型所有模块均集成在一个便携盒上，电路设计简单可靠，检测方便，且可通过自检按键13检测该一氧化碳报警探测器是否正常工作，通过合理设计电路结构，当该一氧化碳报警探测器发生故障时，可辨别其发生故障的原因。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种一氧化碳报警探测器，其特征在于，包括：

用于检测空气中的一氧化碳浓度并转换为电信号输出的一氧化碳传感器；

与所述一氧化碳传感器连接，用于对所述电信号放大后输出的信号放大模块；

用于输出触发信号的自检按键；

与所述信号放大模块和所述自检按键连接，用于接收所述放大后的电信号并转换得到检测结果的控制模块，所述控制模块还用于接收所述触发信号并输出自检信号，所述自检信号用于检测所述一氧化碳传感器是否正常工作；

与所述控制模块连接，用于在所述放大后的电信号超过预设值时进行声光报警的声光报警模块；

与所述控制模块连接，用于显示所述检测结果的显示模块；以及

与所述信号放大模块、所述控制模块和所述声光报警模块连接，用于提供工作电源的电源模块；

所述信号放大模块包括：一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容和第三电容；

所述第一电阻的第一端连接所述运算放大器的同相输入端，所述第一电阻的第二端连接所述运算放大器的反相输入端，所述一氧化碳传感器与所述第一电阻并联，所述第二电阻的第一端接所述运算放大器的同相输入端，所述第二电阻的第二端接所述运算放大器的电源端，所述运算放大器的电源端通过所述第三电阻接所述工作电源，所述运算放大器的同相输入端通过所述第四电阻接地，所述第五电阻的第一端接所述运算放大器的同相输入端，所述第五电阻的第二端接所述自检信号，所述第六电阻的第一端接所述运算放大器的输出端，所述第六电阻的第二端输出所述放大后的电信号，所述第七电阻串联在所述运算放大器的反相输入端与所述运算放大器的输出端之间，所述第一电容并联在所述运算放大器的电源端与地之间，所述第二电容并联在所述第七电阻的两端，所述第三电容并联在所述第六电阻的第二端与地之间。

2.如权利要求1所述的一氧化碳报警探测器，其特征在于，所述一氧化碳传感器的型号为ME2-CO。

3.如权利要求1所述的一氧化碳报警探测器，其特征在于，所述运算放大器的型号为HT9291。

4.如权利要求1所述的一氧化碳报警探测器，其特征在于，所述控制模块包括单片机。

5.如权利要求1所述的一氧化碳报警探测器，其特征在于，所述声光报警模块包括：

与所述控制模块连接，用于在所述放大后的电信号超过预设值时进行声音报警的声音报警单元；以及

与所述控制模块连接，用于在所述放大后的电信号超过预设值时发光报警的发光报警单元。

6.如权利要求5所述的一氧化碳报警探测器，其特征在于，所述声音报警单元包括：一蜂鸣器、第八电阻、第一电感、第一二极管和第一晶体管；

所述第一电感的第一端接所述电源模块的电池的正极，所述第一电感的第二端接所述第一二极管的阴极，所述第一二极管的阳极接地，所述蜂鸣器并联在所述第一二极管的阴极与地之间，所述第一晶体管的集电极接所述第一二极管的阴极，所述第一晶体管的发射极接地，所述第一晶体管的基极通过所述第八电阻与所述控制模块连接。

7.如权利要求5所述的一氧化碳报警探测器，其特征在于，所述发光报警单元包括：第九电阻和第一发光二极管；

所述第九电阻的第一端与所述控制模块连接，所述第九电阻的第二端连接所述第一发光二极管的阳极，所述第一发光二极管的阴极接地。

8.如权利要求6所述的一氧化碳报警探测器，其特征在于，所述电源模块包括：

所述电池、第二二极管、一三端稳压器、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第四电容和第五电容；

所述电池的正极接所述第二二极管的阳极，所述电池的负极接地，所述第十电阻和所述第十一电阻并联在所述第二二极管的阴极与地之间，所述第十电阻和所述第十一电阻的公共连接端与所述控制模块连接，所述第四电容并联在所述第十电阻与所述第十一电阻的公共连接端与地之间，所述第十二电阻串联在所述第二二极管的阴极与所述三端稳压器的输入端之间，所述三端稳压器的接地端接地，所述三端稳压器的输出端输出所述工作电源，所述第五电容并联在所述三端稳压器的输出端与地之间。

9.如权利要求1所述的一氧化碳报警探测器，其特征在于，还包括与所述控制模块连接，用于指示所述一氧化碳传感器处于故障状态的故障指示模块。

10.如权利要求9所述的一氧化碳报警探测器，其特征在于，所述故障指示模块包括：第十三电阻和第二发光二极管；

所述第二发光二极管的阳极通过所述第十三电阻与所述控制模块连接，所述第二发光二极管的阴极接地。