CN217273586U - 一种燃气报警检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气报警检测电路，包括耦接的控制单元和燃气报警检测单元，以及为控制单元和燃气报警检测单元供电的电源单元；控制单元输出第一信号至燃气报警检测单元用于控制燃气报警检测单元的导通和关断，燃气报警检测单元用于检测外部报警器的报警信号，并输出第二信号至控制单元，控制单元用于基于接收的第二信号判断外部报警器的状态；电源单元用于耦接外部电源，并将外部电源转换为控制单元和燃气报警检测单元所需电源。本申请提出的通过使用常规的器件和简单的电路实现燃气报警检测，从而实现了兼容无源和有源燃气报警器的报警信号采集。

Description

一种燃气报警检测电路

技术领域

本实用新型涉及智能仪表控制技术领域，尤其涉及一种燃气报警检测电路。

背景技术

随着管道天然气的推广和普及，天然气已经成为居民生活中的必需品。但是在使用天然气过程中由于用气不规范或者设备老化等不确定因素都会引起燃气泄漏，当燃气到达一定浓度，容易引发爆炸、火灾等安全事故。而安装燃气报警系统可以很好的预防这些灾难事故的发生，成为燃气使用过程中最后一道安防线。燃气报警器会检测空气中可燃气体的含量，一旦超出预设的报警值便会发出声光报警，然后将信号传递给智能燃气表，燃气表上的主控板上的燃气报警检测电路会检测到报警信号，主控板通过通讯模块将报警信息传递给燃气平台，以便燃气公司和居民可以及时的收到报警通知，减少燃气事故的发生。

现有的燃气报警检测的电路大多采用光耦实现，此类设计针对于有源的燃气报警器比较合适，但是，通过光耦实现燃气报警检测电路无法实现防反接，且成本较高。

实用新型内容

本实用新型为了克服以上技术的不足，提供了一种兼容无源和有源燃气报警器的燃气报警检测电路，并且可以实现防误触发，均使用常规器件，制造方便成本低。

本实用新型提出的一种燃气报警检测电路，至少包括耦接的控制单元和燃气报警检测单元，以及为控制单元和燃气报警检测单元供电的电源单元；所述控制单元输出第一信号至燃气报警检测单元用于控制燃气报警检测单元的导通和关断，所述燃气报警检测单元用于检测外部报警器的报警信号，并输出第二信号至控制单元，所述控制单元用于基于接收的第二信号判断外部报警器的状态；所述电源单元用于耦接外部电源，并将外部电源转换为控制单元和燃气报警检测单元所需电源。

进一步的，所述燃气报警检测单元包括三极管Q13，二极管D11、D12、电阻R35、R74-R76和接插件P5，所述三极管Q13的发射极、电阻R76的一端和电阻R35的一端作为第一信号耦接控制单元，三极管Q13的基极、电阻R76的另一端和电阻R74的一端耦接，三极管Q13的发射极和电阻R75的一端作为第二信号耦接控制单元，所述电阻R74的另一端耦接二极管D1的阳极，二极管D11的阴极耦接接插件P5的引脚1，所述电阻R35的另一端耦接电源；所述电阻R75的另一端耦接二极管D12的阳极，所述二极管D12的阴极和接插件P5的引脚2耦接地。

采用三极管Q13，防止干扰信号的误触发。

进一步的，所述二极管D11和二极管D12为双锗二极管。

通过双锗二极管实现了防反接，从而保护控制单元的单片机芯片的IO口不被击穿。

进一步的，所述控制单元至少包括控制芯片U9，所述控制芯片U9的引脚22和引脚69分别作为第一信号和第二信号耦接燃气报警检测单元。

其中，第一信号作为控制单元的输出信号，输出高电平信号至燃气报警检测单元，第二信号作为输入控制单元的报警检测信号，用于控制单元检测报警器是否发生报警。

进一步的，所述电源单元包括电源转换芯片U3、二极管D6和电容CT1，所述电源转换芯片U3的1脚耦接地，2脚作为电源输入引脚耦接二极管D6的阴极，3脚作为电源输出引脚和电容CT1的正极耦接3.3V电源，所述二极管D6的阳极用于耦接外部电源。

进一步的，所述燃气报警检测单元包括光耦Q15，稳压管D1，电阻R7、R36、R37，电容C8和接插件P6，所述光耦Q15的接收端的阳极耦接稳压管D1的阴极，电阻R7的一端和电阻R37的一端，光耦Q15的接收端的阴极耦接稳压管D1的阳极，接插件P6的引脚2和电阻R36的一端，光耦Q15的发送端的集电极、电阻R37的另一端和电容C8的一端作为第二信号耦接控制单元，光耦Q15的发送端的发射极、电阻R36的另一端、电容C8的另一端耦接地，所述电阻R7的另一端耦接接插件P6的引脚1。

采用光耦将光耦地和电源地用电阻连接，实现有源和无源报警器的兼容使用。

本实用新型的有益效果是：

1、可兼容有源报警器和无源报警器的数据采集；

2、使用常用的电路元器件和简单的电路实现报警信号采集，成本低且稳定性好；

3、可实现低电压域超过1V的误触发现象和防反接作用。

附图说明

图1为本实用新型实施例的燃气报警检测电路的组成和连接关系示意图；

图2为本实用新型实施例的燃气报警检测单元的电路原理图；

图3为本实用新型实施例的控制单元的电路原理图；

图4为本实用新型实施例的电源单元的电路原理图；

图5为本实用新型另一种实施例的燃气报警检测单元的电路原理图。

具体实施方式

为了便于本领域人员更好的理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，下述仅是示例性的不限定本实用新型的保护范围。

实施例1

如图1所示，为燃气报警检测单元的组成和连接关系示意图，包括耦接的控制单元和燃气报警检测单元，以及为控制单元和燃气报警检测单元供电的电源单元；控制单元输出第一信号至燃气报警检测单元用于控制燃气报警检测单元的导通和关断，燃气报警检测单元用于检测外部报警器的报警信号，并输出第二信号至控制单元，控制单元用于基于接收的第二信号判断外部报警器的状态；电源单元用于耦接外部电源，并将外部电源转换为控制单元和燃气报警检测单元所需电源。

在一些实施方式中，外部报警器可以是有源报警器也可以为无源报警器。

在一些实施方式中，通过连接线，将外部报警器与燃气报警检测电路连接。

下面结合图2-图4所示的具体实施例对本实用新型的燃气报警电路进行进一步详细说明，

如图2所示，燃气报警检测单元包括三极管Q13，二极管D11、D12、电阻R35、R74-R76和接插件P5，其中，三极管Q13的发射极、电阻R76的一端和电阻R35的一端作为第一信号耦接控制单元，第一信号对应图2中所示的119信号。三极管Q13的基极、电阻R76的另一端和电阻R74的一端耦接，三极管Q13的发射极和电阻R75的一端作为第二信号耦接控制单元，其中，第二信号对应图2中所示的119_PWR信号。电阻R74的另一端耦接二极管D1的阳极，二极管D11的阴极耦接接插件P5的引脚1，电阻R35的另一端耦接电源3.3V；电阻R75的另一端耦接二极管D12的阳极，二极管D12的阴极和接插件P5的引脚2耦接地。

具体的，二极管D1、D2采用双锗二极管。电阻R74为限流电阻，R76为上拉电阻，三极管Q13为PNP三极管。燃气报警检测单元通过接插件P5与外部报警器连接，其中接插件P5的引脚1用于输入外部报警器的报警信号。

在本发明的一个实施例中，二极管D1和D2均采用BAT54CLT1，耐压为36V，当连接有源报警器时，可以起到防反接的作用从而保护单片机的IO口不被击穿。

如图3所示，控制单元包括一个单片机芯片U9，控制芯片U9的引脚69作为第一信号耦接图2中所示的119，引脚22作为第二信号耦接图2所示的119_PWR,其中，引脚22作为输出引脚，初始输出高电平，引脚69输入低电平。

在一些实施方式中，单片机芯片U9采用R7F0C003/4M2DFB。

如图4所示，为电源单元的电路原理图，电源单元包括电源转换芯片U3、二极管D6和电容CT1，电源转换芯片U3的1脚耦接地，2脚作为电源输入引脚耦接二极管D6的阴极，3脚作为电源输出引脚和电容CT1的正极耦接3.3V电源，二极管D6的阳极用于耦接外部电源。图4中还包括接插件J4，用于和外部电源连接，其中1脚输入Vin，3脚输出3.3V。

具体的，电源转换芯片U3采用S-1206B33。

通过本实用新型的燃气报警检测电路的实施例，燃气报警检测单元中的网络119_PWR和119分别与控制电路部分的MCU的两个IO口相连，在工作的初始状态，引脚119_PWR设置为输出高电平信号，119口设置为输入，用于检测高低电平信号。

三极管Q13和电阻R75构成典型的开关电路，三极管Q13的基极和集电极通过电阻R75耦接了双锗二极管，防止通过接插件P5的反接。在使用过程中，通过接插件P5连接119转接线，通过119转接线另一端口连接燃气报警器，其中，有源报警器和无源报警器两种燃气报警器均可以连接。

其中，当燃气报警器受外部干扰，导致干扰信号通过接插件P5的引脚1输入到燃气报警检测单元。燃气报警检测单元采用三极管Q13,则在小于1V时，不会导通，因此，可以防止燃气报警检测单元对于误触发的检测。

当接插件P5通过119转接线连接无源报警器时，当无源报警器正常时，接插件P5的1脚和2脚不连通，三极管Q13不导通，通过119口检测到低电平，则判断报警器未报警，无异常。当无源报警器报警时，接插件P5的1脚和2脚导通，三极管Q13基极被拉低为低电平，三极管Q3导通，单片机U9通过119引脚检测到连续的高电平，则判断报警器报警。

当接插件P5通过119转接线连接有源报警器时，双锗二极管D11和D12耐压为36V，可以起到防反接的作用从而保护单片机U9的IO口不被击穿。当有源报警器正常时，有源报警器输出+12V高电平，则三极管Q13不导通，单片机U9通过119口检测到低电平，则判断有源报警器未报警，无异常。当有源报警器故障时，其输出低电平，则三极管Q13导通，则单片机U9通过119引脚检测到高电平，则判断有源报警器故障。当有源报警器报警时，会输出一定周期频率的方波信号，对应的通过接插件P5输入至三极管Q13的基极电平也进行同周期的电平波动，其中119引脚会检测在连续时间内具有一定周期规律的电平信号，判断为有源报警器报警。

在一些实施方式中，燃气报警检测单元采用光耦，将光耦地和电源地用电阻连接，可以使用有源和无源报警器兼容使用。具体电路图如图5所示，燃气报警检测单元包括光耦Q15，稳压管D1，电阻R7、R36、R37，电容C8和接插件P6。光耦Q15的接收端的阳极耦接稳压管D1的阴极，电阻R7的一端和电阻R37的一端，光耦Q15的接收端的阴极耦接稳压管D1的阳极，接插件P6的引脚2和电阻R36的一端，光耦Q15的发送端的集电极、电阻R37的另一端和电容C8的一端作为第二信号输出119信号至控制单元，光耦Q15的发送端的发射极、电阻R36的另一端、电容C8的另一端耦接地。电阻R7的另一端耦接接插件P6的引脚1。控制单元通过检测119信号，检测通过接插件P6连接的报警器是否发生报警。

但是在实际使用过程中，采用上述燃气报警检测单元，通过接插件P6通过连接线连接无源报警器，R36和R37需要焊接。在使用有源报警器，不焊接电阻R36和电阻R37。需要根据报警器类型来焊接不同的元器件。可以实现有源报警器和无源报警器的兼容，对于大多数报警器都有较好的匹配度。

具体的，电阻R36和电阻R37均为0欧姆电阻。光耦Q15采用EL357N，稳压管采用M7A。

目前，本实用新型的燃气报警检测电路已在民用物联网NB-IoT膜式燃气表产品中使用，接插件P5连接端子或接插件P6通过连接线连接至报警器，检测报警器的输出信号，从而判断是否报警。

以上仅描述了本实用新型的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述做出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种燃气报警检测电路，其特征在于，至少包括耦接的控制单元和燃气报警检测单元，以及为控制单元和燃气报警检测单元供电的电源单元；

所述控制单元输出第一信号至燃气报警检测单元用于控制燃气报警检测单元的导通和关断，所述燃气报警检测单元用于检测外部报警器的报警信号，并输出第二信号至控制单元，所述控制单元用于基于接收的第二信号判断外部报警器的状态；

所述电源单元用于耦接外部电源，并将外部电源转换为控制单元和燃气报警检测单元所需电源。

2.根据权利要求1所述的燃气报警检测电路,其特征在于，所述燃气报警检测单元包括三极管Q13，二极管D11、D12、电阻R35、R74-R76和接插件P5，所述三极管Q13的发射极、电阻R76的一端和电阻R35的一端作为第一信号耦接控制单元，三极管Q13的基极、电阻R76的另一端和电阻R74的一端耦接，三极管Q13的发射极和电阻R75的一端作为第二信号耦接控制单元，所述电阻R74的另一端耦接二极管D1的阳极，二极管D11的阴极耦接接插件P5的引脚1，所述电阻R35的另一端耦接电源；所述电阻R75的另一端耦接二极管D12的阳极，所述二极管D12的阴极和接插件P5的引脚2耦接地。

3.根据权利要求2所述的燃气报警检测电路,其特征在于，所述二极管D11和二极管D12为双锗二极管。

4.根据权利要求3所述的燃气报警检测电路,其特征在于，所述控制单元至少包括控制芯片U9，所述控制芯片U9的引脚22和引脚69分别作为第一信号和第二信号耦接燃气报警检测单元。

5.根据权利要求1所述的燃气报警检测电路，其特征在于，所述电源单元包括电源转换芯片U3、二极管D6和电容CT1，所述电源转换芯片U3的1脚耦接地，2脚作为电源输入引脚耦接二极管D6的阴极，3脚作为电源输出引脚和电容CT1的正极耦接3.3V电源，所述二极管D6的阳极用于耦接外部电源。

6.根据权利要求1所述的燃气报警检测电路，其特征在于，所述燃气报警检测单元包括光耦Q15，稳压管D1，电阻R7、R36、R37，电容C8和接插件P6，所述光耦Q15的接收端的阳极耦接稳压管D1的阴极，电阻R7的一端和电阻R37的一端，光耦Q15的接收端的阴极耦接稳压管D1的阳极，接插件P6的引脚2和电阻R36的一端，光耦Q15的发送端的集电极、电阻R37的另一端和电容C8的一端作为第二信号耦接控制单元，光耦Q15的发送端的发射极、电阻R36的另一端、电容C8的另一端耦接地，所述电阻R7的另一端耦接接插件P6的引脚1。

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